Nghiên cứu hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời trong công nghệ chế biến thủy sản

MỤC LỤ

Danh mục hình ảnh................................................................................................iv
LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................v
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................vii
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................viii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
THỦY HẢI SẢN VÀ HỆ THỐNG SẤY................................................................1
1.1. Tổng quan về công nghệ chế biến thủy hải sản............................................1
1.1.1. Khái niệm...............................................................................................1
1.1.2. Phân loại.................................................................................................1
1.1.3. Tính cấp thiết..........................................................................................6
1.1.4. Thành phần hóa học của thủy sản...........................................................6
1.1.5. Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng...............................7
1.1.6. Một số chỉ tiêu chất lượng của thủy sản khô...........................................8
1.1.7. Các biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết...................................10
1.1.8. Tính chất vật lý của thủy sản................................................................13
1.2. Tổng quan về hệ thống sấy lạnh.................................................................15
1.2.1. Khái niệm về sấy lạnh..........................................................................15
1.2.2. Hệ thống máy sấy lạnh.........................................................................15
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG SẤY LẠNH VÀ NĂNG
LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI............................................................................18
2.1. Hệ thống sấy lạnh.......................................................................................18
2.1.1. Những kiến thức cơ bản về không khí ẩm............................................18
2.1.2. Các thông số của không khí ẩm............................................................19
2.1.3. Phương trình cân bằng nhiệt.................................................................22
2.1.4. Phương trình cân bằng ẩm....................................................................23
2.1.5. Đặc điểm quá trình sấy.........................................................................23
2.1.6. Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu...........................................25
2.1.7. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy lạnh......................................30

1


2.1.8. Độ sạch của không khí..................................................................33
2.1.9. Chu trình cơ bản của hệ thống sấy lạnh................................................34
2.1.10. Quá trình làm khô không khí bằng máy hút ẩm..................................37
2.2. Công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại.....................................................38
2.2.1. Khái niệm bức xạ hồng ngoại...............................................................38
2.2.2. Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại.........................................................39
2.2.3. Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại.......................................39
2.2.4. Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại...............................................40
2.2.5. Cơ chế sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh.............................41
2.2.6. Cơ chế chuyển khối trong sấy bức xạ...................................................43
2.2.7. Ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại.................................43
2.2.8. Nhược điểm công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại....................................44
2.2.9. Một số kĩ thuật sấy...............................................................................44
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG SẤY LẠNH KẾT HỢP BỨC XẠ NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN..................47
3.1. Cấu tạo cơ bản............................................................................................47
3.2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống sấy lạnh................................................50
3.3. Nguyên lí sấy lạnh thủy hải sản..................................................................51
3.4. Buồng sấy sử dụng đèn hồng ngoại............................................................52
3.4.1. Cấu tạo bộ phận phát bức xạ sử dụng đèn hồng ngoại..........................52
3.4.2. Hệ thống sấy lạnh kết hợp sử dụng đèn hồng ngoại..............................53
3.5. Buồng sấy sử dụng bức xạ năng lượng mặt trời.........................................55
3.5.1. Cấu tạo buồng sấy sử dụng bức xạ năng lượng mặt trời.......................55
3.5.2. Hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời........................56
3.5.3. Nguyên lý hoạt động.............................................................................57
3.6. Ưu, nhược điểm của từng hệ thống sấy......................................................58
3.6.1. Hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ đèn hồng ngoại................................58

3.6.2. Hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời........................59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................62
PHỤ LỤC BẢNG

2


3


Danh mục hình ảnh
Hình 1.1 Bảo quản tôm bằng nước đá.......................................................................1
Hình 1.2 Bảo quản lạnh và lạnh đông hải sản............................................................3
Hình 1.3 Tủ sấy nóng hải sản TKD - SD120 - F........................................................4
Hình 1.4 Hệ thống sấy lạnh.......................................................................................5
Hình 1.5 Sản phẩm cá xông khói...............................................................................5
Hình 1.6 Hệ vi khuẩn ở cá.......................................................................................11
Hình 1.7 Máy sấy lạnh.............................................................................................17
Hình 2.1 Nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí...................20
Hình 2.2 Chu trình cơ bản của hệ thống sấy lạnh....................................................34
Hình 2.3 Đồ thị lgP - i.............................................................................................35
Hình 2.4 Thiết bị tách ẩm........................................................................................37
Hình 2.5 Quá trình thay đổi trạng thái không khí ở máy hút ẩm..............................38
Hình 2.6 Cơ chế sấy bức xạ hồng ngoại...............................................................41
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thiết bị cơ bản của hệ thống...................................................47
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí của hệ thống sấy lạnh......................................................50
Hình 3.3 Hệ thống sấy lạnh thủy hải sản SECOVINA............................................51
Hình 3.4 Hệ thống sấy lạnh kết hợp sử dụng đèn hồng ngoại..................................53
Hình 3.5 Buồng sấy bức xạ năng lượng mặt trời.....................................................55

Hình 3.6 Hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời.............................56

4


LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước Việt Nam có lợi thế là có bờ biển dài, nhiều sông ngòi, ao hồ nên
việc khai thác và nuôi trồng thủy sản đã mở ra triển vọng lớn về việc cung cấp thủy
sản phục vụ nhu cầu đời sống nhân dân, phục vụ nhu cầu xuất khẩu và phát triển đất
nước.
Vì vậy việc nghiên cứu chế biến ra các sản phẩm mới, hoàn thiện các sản
phẩm đang sản xuất để nâng cao chất lượng của sản phẩm là nhiệm vụ quan trọng
của các nhà sản xuất, các kỹ sư ngành công nghệ thực phẩm nói chung và của các kĩ
sư ngành công nghệ cơ điện lạnh và điều hòa không khí nói riêng.
Trong học kỳ vừa qua em đã được tiếp xúc khá kĩ với kỹ thuật lạnh. Từ đó, em
thấy việc nghiên cứu sâu hơn kỹ thuật lạnh trong lĩnh vực chế biến và bảo quản
thủy hải sản sẽ thật sự có ích cho sự phát triển kinh tế biển của nước nhà.
Được sự phân công của cô Đặng Thị Bình với đề tài “Nghiên cứu hệ thống
sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời trong công nghệ chế biến thủy sản” em
sẽ thực hiện dựa trên cơ sở tìm hiểu những nguyên lý chung nhất của công nghệ chế
biến thủy hải sản và công nghệ sấy lạnh. Đề tài gồm những nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ chế biến thủy hải sản và hệ thống sấy
lạnh.
Chương 2: Cơ sở lí thuyết về hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng
mặt trời.
Chương 3: Hệ thống sấy lạnh kết hợp bức xạ năng lượng mặt trời trong công
nghệ chế biến thủy hải sản.
Kiến nghị và kết luận.
Vì kiến thức còn khá hạn chế nên mặc dù đã cố gắng song với một khối lượng
lớn kiến thức cần tổng hợp và có nhiều phần em chưa nắm vững nên bản đồ án

không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các
quý thầy, cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.

5


Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Đặng Thị Bình đã hướng dẫn tận tình và
cho em những đề xuất đúng đắn để hôm nay chúng em có điều kiện được tiếp xúc
với kĩ thuật sấy lạnh thủy hải sản, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp
này.
Hưng Yên, ngày 20/05/2019
Sinh viên
Nguyên Như Dương

6


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, em còn
nhận được sự quan tâm giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân.
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các quý thầy giáo, cô giáo
khoa Cơ khí động lực, trường Đại học Sư phạm kĩ thuật Hưng Yên lời cảm ơn chân
thành và sâu sắc nhất. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Th.S
Đặng Thị Bình đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp này. Em cũng xin cảm ơn các thầy, cô giáo giảng dạy trong nhà trường đã
truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức bổ ích để thực hiện khóa luận và cũng như có
được hành trang vững chắc cho sự nghiệp trong tương lai.
Do giới hạn kiến thức và khả năng lý luận của bản thân còn nhiều thiếu sót,
kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của các thầy cô giáo để khóa luận của em được
hoàn thiện hơn.

Hưng Yên, ngày 20/05/2019
Sinh viên
Nguyên Như Dương

7


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự nghiên cứu dưới sự h ướng dẫn
của cô giáo Th.S Đặng Thị Bình.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong
mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài li ệu nào khác mà
không được ghi và không sao chép của tác giả khác trong và ngoài nước.
Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Hưng Yên, ngày 20/05/2019
Sinh viên
Nguyên Như Dương

8


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
THỦY HẢI SẢN VÀ HỆ THỐNG SẤY
1.1. Tổng quan về công nghệ chế biến thủy hải sản
1.1.1. Khái niệm
Ngành công nghệ chế biến thủy hải sản là ngành khoa học tham gia vào
quá trình thu hoạch, bảo quản và chế biến thủy hải sản. Qua các công đoạn
xử lý để thủy hải sản đến với người tiêu dùng mà vẫn giữ được dinh dưỡng,
chất lượng, mùi vị của thủy sản. Nghiên cứu và chế biến thủy hải sản thành
các thành phẩm khác nhau phục vụ thị trường người tiêu dùng.

1.1.2. Phân loại
a) Làm lạnh bằng nước đá

Hình 1.1 Bảo quản tôm bằng nước đá

Các loài hải sản là loại thực phẩm rất dễ bị hư hỏng, ngay cả
khi được bảo quản dưới điều kiện lạnh, chất lượng cũng nhanh
chóng bị biến đổi. Nhìn chung, để có được chất lượng tốt theo
mong muốn, cá và các loài hải sản khác phải được đem đi tiêu thụ
càng sớm càng tốt sau khi đánh bắt để tránh những biến đổi tạo
1


thành mùi vị không mong muốn và giảm chất lượng do hoạt động
của vi sinh vật.
Vì vậy, thông thường chỉ nên bảo quản một thời gian ngắn để
tránh giảm sự biến đổi chất lượng không mong muốn.
- Nên sử dụng nước đá để làm lạnh vì các nguyên nhân sau:
+ Giúp giảm nhiệt độ: Bằng cách giảm nhiệt độ xuống gần
0oC,

sự

sinh

trưởng

của các vi sinh vật gây ươn hỏng và gây bệnh giảm, do vậy sẽ
giảm được tốc độ ươn hỏng và làm giảm hoặc loại bỏ được một số
nguy cơ về an toàn thực phẩm.

+ Nước đá đang tan có tác dụng giữ ẩm cho cá.
+ Nước đá có khả năng làm lạnh lớn: lượng nhiệt yêu cầu để chuyển từ trạng
thái rắn sang trạng thái lỏng gọi là ẩn nhiệt: 1 kg nước đá cần 80 kcal nhiệt để làm
tan chảy (cách biểu diễn 80 kcal/kg được gọi là ẩn nhiệt nóng chảy). Dựa vào tính
chất này cho thấy cần một lượng nhiệt lớn để tan chảy nước đá. Vì vậy có thể ứng
dụng nước đá để làm lạnh nhanh sản phẩm thực phẩm (1 kcal là lượng nhiệt yêu cầu
để tăng nhiệt độ của 1 kg nước lên 10 C). Nhiệt yêu cầu để làm ấm nước nhiều hơn
so với hầu hết các chất lỏng khác. Khả năng giữ nhiệt của chất lỏng so với nước
được gọi là nhiệt dung riêng.
Nhiệt dung riêng của nước là 1, các chất lỏng khác < 1.
b) Lạnh đông
Lạnh đông là phương pháp hạ nhiệt độ xuống rất thấp (-10C). Đây là quá trình
làm giảm nhiệt độ của thực phẩm dưới nhiệt độ của điểm đóng băng để nước bên
trong thực phẩm chuyển pha từ thể lỏng sang thể rắn, làm mất môi trường sống của
vi sinh vật, làm mất môi trường nước ở thể lỏng, ngưng các quá trình sinh hóa,
ngừng quá trình trao đổi chất , kéo dài thời gian sử dụng, phục vụ cho thương mại,
xuất khẩu và tiêu dùng. Vì vậy, làm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan

2


giá, sau thời gian bảo quản lạnh đông nguyên liệu hầu như không bị thay đổi tính
chất ban đầu của nguyên liệu tươi.

Hình 1.2 Bảo quản lạnh và lạnh đông hải sản

Thủy sản lạnh đông xuất khẩu thường rất quan trọng với các nước đang phát
triển do giá thành sản phẩm cao như tôm lạnh đông, mang lại thu nhập có giá trị cao
so với các loại sản phẩm thực phẩm khác tiêu thụ nội địa.
c) Sấy

Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để mang hơi ẩm ra khỏi vật liệu rắn hoặc
lỏng. Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở), tăng độ
bền vật liệu (như gốm, sứ, gỗ,...) và để bảo quản trong một thời gian dài, nhất là đối
với lương thực, thực phẩm. Bản chất của quá trình sấy là quá trình khuyếch tán do
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và trong vật liệu, nói cách khác là do chênh lệch áp suất
hơi riêng phần của ẩm ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Sấy là quá trình
không ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian sấy.
Kỹ thuật sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống.
Trong quy trình công nghệ sản xuất của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy
khô để bảo quản dài ngày. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp sấy khô hải sản khác
nhau. Xét về nhiệt độ sử dụng để làm khô hải sản, người ta chủ yếu chia chúng ra
làm 2 loại: sấy nóng và sấy lạnh.
- Sấy nóng hải sản là phương pháp sấy sử dụng không khí nóng (90 ÷ 3000C)

3


để rút nước khỏi bề mặt hải sản cần sấy. Khi hải sản được thổi vào luồng không khí
nóng, lượng hơi ẩm có trong hải sản sẽ bắt đầu bốc hơi và thoát ra ngoài qua bề mặt
sản phẩm và làm sản phẩm khô nhanh.

Hình 1.3 Tủ sấy nóng hải sản TKD - SD120 - F

Đây là phương pháp sấy được sử dụng rất phổ biến hiện nay vì chúng dễ dàng
tìm được nguồn gia nhiệt để tạo ra khí nóng (như củi, than đá…), chi phí lắp đặt của
một lò sấy công nghiệp dùng để sấy hải sản bằng khí nóng cũng thấp, phù hợp với
yêu cầu kinh doanh của nhiều đối tượng.
- Sấy lạnh là phương pháp sấy bằng tác nhân là không khí rất khô ở nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ sấy thông thường. Dải nhiệt độ sấy từ 35 ÷ 650 C, độ ẩm không
khí sấy vào khoảng 10 ÷ 30%. Việc phát triển công nghệ sấy lạnh đã có

nhiều thành tựu. Tuy nhiên, để có một quy trình công nghệ hoàn chỉnh,

4


tối ưu với các thông số phù hợp nhất đòi hỏi chúng ta phải tiến hành
nghiên cứu sâu rộng hơn.

Hình 1.4 Hệ thống sấy lạnh

Công nghệ sấy lạnh hứa hẹn sẽ là một công nghệ tiên tiến, cho lĩnh vực sấy
thực phẩm giàu protein, có thể áp dụng rộng rãi với quy mô lớn đáp ứng cả về vấn
đề lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.
d) Xông khói

5


Hình 1.5 Sản phẩm cá xông khói

Hun khói hay xông khói là phương pháp chế biến món ăn kết hợp giữa sấy
khô và làm thẩm thấu các hợp chất tự nhiên trong khói gỗ vào thịt, cá. Mục đích của
cách làm này là vừa để bảo quản vừa tăng thêm hương vị cho món ăn. Với phương
pháp hun khói, thịt, cá sẽ được diệt sạch vi sinh vật và chống oxy hóa.
Trong khói có khoảng 300 hợp chất khác nhau như: phenol, acid hữu cơ, rượu,
cacbonyl, hydradcacbon và một số thành phần khí đốt CO. Tác dụng bảo quản thịt,
cá là nhờ vào hợp chất phenol. Phenol được hấp thu chọn lọc và thấm vào sâu trong
thịt. Phenol sẽ ức chế và tiêu diệt vi khuẩn làm hỏng thịt; chống oxy hóa thành phần
chất béo không no trong thịt, cải thiện mùi vị, màu sắc. Đặc tính chống oxy hóa của
khói còn giúp cho việc giữ được các vitamin tan trong mỡ.

1.1.3. Tính cấp thiết
Công nghệ chế biến hải sản được tiến hành từ khá lâu nhưng
cho đến nay vẫn bộc lộ nhiều hạn chế về công nghệ chưa khắc
phục được chất lượng đầu ra của sản phẩm, chưa đáp ứng được
các yêu cầu về đặc tính hóa lý, mùi, màu, thành phần dinh dưỡng
nên khó đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ và xuất khẩu trong và ngoài
nước. Động vật thủy sản được sử dụng để ăn tươi hoặc chế biến
thành

nhiều

sản
6

phẩm


khác nhằm cung cấp tức thời hoặc để dự trữ trong thời gian nhất
định.
Tuy nhiên, nguyên liệu thủy hải sản rất dễ ươn hỏng, vì vậy
công việc bảo quản phải được đặt lên hàng đầu của khâu chất
lượng. Một khi nguyên liệu đã giảm chất lượng thì không có kỹ
thuật nào có thể nâng cao chất lượng được. Nhu cầu tiêu thụ của
nhân dân ngày càng cao, vì vậy việc nghiên cứu chế biến ra các
sản phẩm mới, hoàn thiện các sản phẩm đang sản xuất để nâng
cao chất lượng của sản phẩm là nhiệm vụ quan trọng của các nhà
sản xuất và các kĩ sư trong ngành.
1.1.4. Thành phần hóa học của thủy sản
Thành phần hóa học của một số loài thủy sản tra bảng 1.1 và bảng 1.2 phần
phụ lục.

Thành phần hóa học gồm: nước, protein, muối vô cơ,
vitamin,... Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ
thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống,... Ngoài ra, các
yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường sống, kích cỡ và các
đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học, đặc
điểm vật lí.
1.1.5. Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng
a) Protein
Được cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế
quyết

định

giá

trị

dinh dưỡng của thực phẩm. Protein của ngũ cốc thường thiếu
lysine và các acid amin có chứa lưu huỳnh (methionine, cysteine),
trong khi protein của cá là nguồn giàu các acid amin này. Do đó,
protein cá có giá trị dinh dưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác.

7


b) Enzym
Enzym là protein, chúng hoạt động xúc tác cho các phản ứng
hoá

học

ở

trong

nội tạng và trong cơ thịt. Enzym tham gia vào quá trình trao đổi
chất

ở

tế

bào,

quá

trình tiêu hoá thức ăn và tham gia vào quá trình tê cứng. Sau khi
cá

chết

enzym

vẫn

còn hoạt động, vì thế gây nên quá trình tự phân giải của cá, làm
ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái cấu trúc, và hình dạng bề ngoài
của chúng. Sản phẩm của quá trình phân giải do enzym là nguồn
dinh dưỡng cho vi sinh vật, làm tăng nhanh tốc độ ươn hỏng.
c) Lipid

Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều (0,1 ÷ 30%). Cá được phân loại theo
hàm lượng chất béo như sau:
- Cá gầy (< 1% chất béo) như cá tuyết, cá tuyết sọc đen,...
- Cá béo vừa (<10% chất béo) như cá bơn lưỡi ngựa, cá nhồng, cá mập
- Cá béo (>10% chất béo) như cá hồi, cá trích, cá thu, ...
Hàm lượng chất béo trong thịt của các loài cá khác nhau tra bảng 1.3 phần phụ
lục.

d) Gluxit
Hàm lượng gluxit trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5%, tồn tại dưới
dạng năng lượng dự trữ glycogen. Tuy nhiên, hàm lượng glycogen ở các loài
nhuyễn thể chiếm khoảng 3%.Cá vừa đẻ trứng lượng gluxit dự trữ rất thấp. Sau khi
chết, glycogen trong cơ thịt chuyển thành axit lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất
khả năng giữ nước của cơ thịt. Sự biến đổi của pH ở cơ thịt sau khi cá chết có ý
nghĩa công nghệ rất lớn.
8


e) Các loại vitamin và chất khoáng
- Hải sản là nguồn cung cấp chính vitamin nhóm B (thiamin,
riboflavin và B12), vitanin A và D có chủ yếu trong các loài cá béo.
Vitamin A và D tích lũy chủ yếu trong gan, vitamin nhóm B có chủ
yếu trong cơ thịt cá. Vitamin rất nhạy cảm với oxy, ánh sáng, nhiệt
độ.
Ngoài ra, quá trình chế biến (sản xuất đồ hộp, tan giá, ướp
muối,...) cũng ảnh hưởng lớn đến thành phần vitamin. Vì vậy, cần
phải chú ý tránh để tổn thất vitamin trong quá trình chế biến.
- Đối với cá, chất khoáng phân bố chủ yếu trong mô xương,
đặc biệt trong xương sống. Canxi và photspho là 2 nguyên tố
chiếm nhiều nhất trong xương cá. Thịt cá là nguồn giàu sắt, đồng,

lưu huỳnh và iôt. Ngoài ra còn có niken, coban, chì, asen, kẽm.
1.1.6. Một số chỉ tiêu chất lượng của thủy sản khô
Theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10734:2015 và viện nghiên cứu thủy sản thì
chỉ tiêu chất lượng của thủy sản khô dựa trên:
a) Yêu cầu cảm quan
Tra bảng 1.4 phần phụ lục.
b) Yêu cầu về các chỉ tiêu lý – hóa
Tra bảng 1.5 phần phụ lục.

c) Yêu cầu về chỉ tiêu vi sinh
Tra bảng 1.6 phần phụ lục.
d) Tỷ lệ hút nước phục hồi
Khả năng hút nước phục hồi của mẫu cá tra bảng 1.7 phần phụ lục.

9


Hải sản sau khi sấy có hàm lượng nước đạt từ 12 ÷ 30% là đạt tiêu chuẩn. Tuy
nhiên, hải sản sấy khô cũng cần đạt tiêu chuẩn về tỉ lệ hút nước phục hồi.
Kết quả thực nghiệm khả năng phục hồi nước đối với sản phẩm cá sấy ở nhiệt
độ khuyến cáo (400C) và mẫu phơi nắng của trường đại học Nha Trang.
Nhận xét:
Qua bảng 1.7 cho thấy với mẫu sấy bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp với
sấy lạnh (400C) thì từ giờ đầu tiên lượng nước thấm vào rất lớn, và tăng chậm
dần ở các giờ tiếp theo. Điều này càng khẳng định ở chế độ nhiệt độ sấy 40 0C thì
sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất, sản phẩm có độ rỗng xốp rất lớn tạo điều kiện
nước dễ dàng thẩm thấu vào.
Mẫu phơi nắng khả năng hút nước phục hồi kém hơn, trọng lượng cá chỉ tăng
rất ít sau mỗi giờ, chứng tỏ sản phẩm phơi nắng chất lượng kém hơn sản phẩm sấy
hồng ngoại kết hợp sấy lạnh với những đặc tính ưu việt vượt trội so với phương

pháp thủ công đem lại hiệu quả và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Tỷ lệ hút nước phục hồi của mẫu cá tra bảng 1.8 phần phụ lục.
Nhận xét:
Tỷ lệ hút nước phục hồi của mẫu sấy 40 0C là lớn hơn nhiều so với mẫu phơi.
Vậy, sản phẩm sấy bằng hồng ngoại kết hợp sấy lạnh thì khả năng hút nước phục
hồi lớn hơn nhiều so với sản phẩm phơi nắng do đó sản phẩm khi sử dụng sẽ có cảm
giác mềm mại và dễ tiêu hóa hơn.
e) Protein
Kết quả phân tích hàm lượng protein tra bảng 1.9 phần phụ lục.
Từ kết quả trên cho ta thấy mẫu sấy có hàm lượng protein cao
hơn

rất

nhiều so với mẫu phơi khô, điều này chứng tỏ sản phẩm sấy bằng
phương

pháp

hồng ngoại kết hợp sấy lạnh có giá trị dinh dưỡng cao hơn nhiều so

10


với

phương

pháp phơi nắng.
1.1.7. Các biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết

a) Các biến đổi cảm quan
Biến đổi về cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ
các

giác

quan

như

biểu hiện bên ngoài, mùi, kết cấu và vị.
Trong quá trình bảo quản, những biến đổi đầu tiên của cá về
cảm quan liên quan đến biểu hiện bên ngoài và kết cấu. Vị đặc
trưng của các loài cá thường thể hiện rõ ở vài ngày đầu của quá
trình bảo quản bằng nước đá. Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt
đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng. Ngay sau khi chết, cơ thịt cá
duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường chỉ kéo dài
trong vài giờ, sau đó cơ sẽ co lại. Khi cơ trở nên cứng, toàn bộ cơ
thể cá khó uốn cong vì lúc này cá đang ở trạng thái tê cứng. Trạng
thái này thường kéo dài trong một ngày hoặc kéo dài hơn, sau đó
hiện tượng tê cứng kết thúc. Khi kết thúc hiện tượng tê cứng, cơ
duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như tình
trạng trước khi tê cứng. Thời gian của quá trình tê cứng và quá
trình mềm hoá sau tê cứng thường khác nhau tuỳ theo loài cá và
chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, phương pháp xử lý
cá, kích cỡ và điều kiện vật lý của cá.
b) Biến đổi do vi sinh vật
- Hệ vi khuẩn ở cá vừa mới đánh bắt
Ở cơ thịt và các cơ quan bên trong của cá tươi, vi khuẩn hiện diện rất ít. Ở cá

11


tươi vi khuẩn chỉ có thể tìm thấy trên da (10 2 ÷ 107 cfu/cm2), mang (103 ÷ 109 cfu/g)
và nội tạng (103 ÷ 109 cfu/g). Hệ vi sinh vật của cá vừa đánh bắt lại phụ thuộc vào
môi trường nơi đánh bắt hơn là vào loài cá.
Số lượng vi khuẩn tồn tại trong cá cao hay thấp tùy thuộc vào cá sống trong
môi trường nước ấm hay nước lạnh. Vi khuẩn trên da và mang cá sống trong vùng
nước ôn đới, môi trường nước sạch ít hơn so với cá sống trong vùng nước nhiệt đới,
môi trường ô nhiểm. Số lượng vi khuẩn trong nội tạng cá có liên quan trực tiếp đến
nguồn thức ăn của cá: cao ở cá ăn tạp và thấp ở cá không ăn tạp. Ngoài ra số lượng
vi khuẩn thay đổi còn tùy thuộc vào mùa sinh sống. Cá sống trong mùa hè có số
lượng vi khuẩn cao hơn.

Hình 1.6 Hệ vi khuẩn ở cá

- Sự xâm nhập của vi sinh vật
Thịt của cá sống khỏe mạnh hoặc cá vừa đánh bắt thì không
có

vi

khuẩn

vì

hệ

thống miễn dịch của cá ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong
thịt cá. Khi cá chết, hệ thống miễn dịch bị suy yếu và vi khuẩn

được tự do sinh sôi phát triển. Trên bề mặt da, vi khuẩn phần lớn

12


định cư ở các túi vảy. Trong quá trình bảo quản, chúng sẽ xâm
nhập vào cơ thịt bằng cách đi qua giữa các sợi cơ.
Sự hư hỏng của cá xảy ra với những tốc độ khác nhau và điều
đó có thể giải thích bằng sự khác nhau về tính chất của bề mặt cá.
Da

cá

có

độ

chắc

rất

khác

nhau.

Do vậy, những loài cá như cá tuyết méc - lang (Merlangius
merlangus) có lớp da rất mỏng manh thì sự hư hỏng xảy ra nhanh
hơn so với một số loài cá thân dẹt như cá bơn là loại cá có lớp biểu
bì và hạ bì rất chắc chắn.
- Biến đổi của vi sinh vật trong suốt quá trình bảo quản và gây ươn hỏng.

Đối với cá ôn đới, gần như ngay lập tức sau khi cá chết thì các vi khuẩn bắt
đầu giai đoạn sinh trưởng theo cấp số nhân. Điều này cũng đúng với cá ướp đá, do
hệ vi sinh vật của chúng đã thích nghi với nhiệt độ lạnh. Trong quá trình bảo quản
bằng đá, lượng vi sinh vật sẽ tăng gấp đôi sau khoảng một ngày và sau 2 ÷ 3 tuần sẽ
đạt 105 ÷ 109 cfu trong một gam thịt hoặc trên một cm 2 da. Khi bảo quản ở nhiệt độ
thường, sau 24 giờ thì lượng vi sinh vật đạt gần với mức 107 ÷ 108 cfu/g.
Đối với cá nhiệt đới: Vi khuẩn trong cá nhiệt đới thường trải qua giai đoạn
tiềm ẩn từ 1 đến 2 tuần nếu cá được bảo quản bằng đá, sau đó mới bắt đầu giai đoạn
sinh trưởng theo cấp số nhân. Tại thời điểm bị hư hỏng, lượng vi khuẩn trong cá
nhiệt đới và cá ôn đới đều như nhau.
Nếu cá ướp đá được bảo quản trong điều kiện yếm khí hoặc trong môi trường
không khí có chứa CO2, lượng vi khuẩn chịu lạnh thông thường như S.
putrefaciens và Pseudomonas thường thấp hơn nhiều (nghĩa là trong khoảng
106 ÷ 107 cfu/g) so với khi bảo quản cá trong điều kiện hiếu khí. Tuy nhiên, lượng vi
khuẩn ưa lạnh đặc trưng như P. phosphoreum đạt đến mức 107 ÷ 108 cfu/g khi cá
hư hỏng.

- Vi sinh vật gây ươn hỏng cá : cần phân biệt rõ thuật ngữ hệ vi sinh
vật khi hư hỏng (spoilage flora) với vi khuẩn gây hư hỏng (spoilage

13


bacteria), vì thuật ngữ đầu tiên chỉ đơn thuần là nói đến các vi
khuẩn hiện diện trong cá khi chúng bị hư hỏng, còn thuật ngữ sau
lại nói đến một nhóm vi khuẩn đặc trưng gây nên sự biến mùi và vị
có liên quan với sự hư hỏng. Mỗi sản phẩm cá có những vi khuẩn
gây hỏng đặc trưng riêng của nó và lượng vi khuẩn này (so với
lượng vi khuẩn tổng số) có liên quan đến thời hạn bảo quản.
Chỉ tiêu vi sinh là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất

lượng

vệ

sinh an toàn thực phẩm. Vì vậy, để kiểm tra vi sinh của sản phẩm
cá khô sấy bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh ta chọn
mẫu sấy ở nhiệt độ 350C. Đây là mẫu sấy với thời gian dài nhất
(8h). Nếu kết quả kiểm tra vi sinh của mẫu này đạt yêu cầu, điều
đó có nghĩa là các mẫu sấy khác cũng đạt yêu cầu về chất lượng
vệ sinh an toàn thực phẩm.
c) Những biến đổi chất lượng
Có thể phát hiện và chia các kiểu ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản theo 4
giai đoạn như sau:
- Giai đoạn 1: Cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi như rong biển. Vị tanh rất
nhẹ của kim loại.
- Giai đoạn 2: Mất mùi và vị đặc trưng, pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng
không có mùi lạ. Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt.
- Giai đoạn 3: Có dấu hiệu ươn hỏng và tùy theo loài cá cũng như là kiểu ươn
hỏng (hiếu khí, yếm khí) mà sẽ tạo ra một loạt các chất dễ bay hơi, mùi khó chịu.
Một trong những hợp chất bay hơi có thể là trimethylamin (TMA) do vi khuẩn
sinh ra từ quá trình khử trimethylamin oxyt (TMAO). TMA có mùi “cá tanh” rất đặc
trưng.

14


Ngay khi bắt đầu giai đoạn này, mùi lạ có thể là mùi hơi chua, mùi như trái
cây và mùi hơi đắng, đặc biệt là ở các loại cá béo. Trong những thời kỳ tiếp theo
của giai đoạn này, các mùi tanh ngọt, mùi khai, mùi lưu huỳnh và mùi ôi khét tăng
lên. Cấu trúc hoặc là trở nên mềm và sũng nước hoặc là trở nên dai và khô.

- Giai đoạn 4: Đặc trưng của cá có thể là sự ươn hỏng và phân hủy.
Phân hủy là quá trình mà trong đó vật chất hữu cơ bị tan rã thành các dạng vật
chất đơn giản hơn.Thực phẩm bị vi khuẩn và nấm làm cho ôi thiu, phân hủy khiến
mùi vị biến đổi và nhiễm độc.
1.1.8. Tính chất vật lý của thủy sản
a) Hình dạng
Hình dạng cơ thể và chức năng của cá hoàn toàn thích nghi với cuộc sống bơi
lội tự do trong nước. Cá có nhiều dạng:
- Hình thoi: cá nục, cá thu, cá ngừ.
- Hình dẹp: cá chim, cá đuối, cá bơn.
Có thể chia thành 2 dạng cơ bản: cá thân tròn và cá thân dẹt.
- Cá thân tròn như: cá ngừ, cá thu, cá nhám. Chúng thường hoạt động bơi lội.
- Cá thân dẹt như cá đuối, cá bơn thích ứng với đời sống ở đáy biển, ít bơi lội.
Vi sinh vật được tìm thấy trên bề mặt ngoài của cá sống và cá vừa mới đánh
bắt. Nếu cá có tỉ lệ diện tích bề mặt so với khối lượng của nó (còn gọi là diện tích
bề mặt riêng) càng lớn thì càng dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật ở bề mặt
cá. Vì vậy, trước khi xử lý và bảo quản, cần phải rửa sạch cá để loại bỏ lớp nhớt ở
bề mặt cá chứa vi sinh vật.
b) Tỉ trọng của cá
Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của một chất so với khối lượng riêng
của chất đối chứng, thường là nước. Tỉ trọng của cá gần bằng tỉ trọng của nước,
thay đổi tùy theo bộ phận trên cơ thể của cá, phụ thuộc vào thân nhiệt của cá, cá có
nhiệt độ càng nhỏ thì tỉ trọng càng nhỏ.
15


c) Điểm băng
Là điểm ở đó nhiệt độ làm cho cá bắt đầu đóng băng, nước trong cơ thể cá tồn
tại ở dạng dung dịch do đó điểm băng tuân theo định luật Raun (áp suất hơi bão hòa
của dung môi tính chất sẽ lớn hơn áp suất hơi bão hòa của các dung dịch và độ tăng

nhiệt độ và độ hạ của nhiệt độ đông đặc của dung dịch tỉ lệ thuận với nồng độ chất
tan trong dung dịch).
Do đó, theo định luật thì áp suất của dung môi trong dung dịch tỷ lệ thuận với
phần mol của dung môi trong dung dịch. Dung dịch càng loãng đóng băng càng
nhanh, điểm đóng băng của cá gần điểm đóng băng của nước (0oC).
Thông thường điểm băng của các loài cá từ -0,6 oC ÷ -2,6oC. Điểm băng của
cá tỉ lệ nghịch với pH của dung dịch trong cơ thể cá. Áp suất thẩm thấu của động
vật thủy sản nước ngọt thấp hơn nước mặn do đó điểm băng của thủy sản nước ngọt
cao hơn nước mặn.

d) Hệ số dẫn nhiệt
Hệ số dẫn nhiệt là đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của vật
chất.
Với thực phẩm, nó phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mỡ, cá có hàm lượng
mỡ càng lớn thì hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ. Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt còn phụ thuộc
vào nhiệt độ. Thịt cá đông kết có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn cá chưa đông kết, nhiệt độ
đông kết càng thấp hệ số dẫn nhiệt càng cao.
1.2. Tổng quan về hệ thống sấy lạnh
1.2.1. Khái niệm về sấy lạnh
Sấy lạnh là phương pháp sấy bằng tác nhân là không khí rất khô ở nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ sấy thông thường. Dải nhiệt độ sấy từ 35 ÷ 650 C, độ ẩm không
khí sấy vào khoảng 10 ÷ 30%.

16


Quá trình sấy lạnh được tiến hành ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy là không
khí được đưa vào thiết bị bay hơi của hệ thống lạnh để hạ nhiệt độ xuống dưới điểm
đọng sương. Hơi nước trong không khí bị ngưng tụ tách ra làm cho không khí có độ
chứa hơi giảm, áp suất riêng phần hơi nước trong không khí có xu hướng giảm về 0

và được dẫn qua thiết bị ngưng tụ của hệ thống lạnh để đốt nóng, nhiệt độ không
khí tăng lên đến nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh ở thiết bị ngưng tụ. Sau đó, chúng
được dẫn vào buồng sấy chứa sản phẩm. Dưới sự chênh lệch áp suất riêng của hơi
nước trên bề mặt sản phẩm với áp suất riêng của hơi nước trong không khí, hơi
nước ở sản phẩm tự bốc hơi và làm khô sản phẩm.
Do nhiệt độ môi trường sấy thấp (khoảng 35 ÷ 60o C) nên chất lượng sản
phẩm ít bị ảnh hưởng so với ban đầu, đảm bảo giá trị kinh tế cao.
1.2.2. Hệ thống máy sấy lạnh
a) Khái niệm
Máy sấy lạnh là thiết bị sấy khô ở nhiệt độ thấp 30 ÷ 60o C, đồng thời áp dụng
nguyên lý tách ẩm trong không khí ở nhiệt độ ngưng tụ hơi nước. Đây là dòng máy
sấy khô hiện đại, tiên tiến nhất hiện nay, được sử dụng để sấy khô các loại sản phẩm
thông dụng như hoa quả, thực phẩm, nông sản, dược liệu,…với ưu điểm vượt trội
như giữ nguyên màu sắc tự nhiên, hương vị, giữ nguyên cấu trúc, hàm lượng chất
dinh dưỡng của sản phẩm.
b) Đặc tính của máy sấy lạnh
Điều kiện môi trường làm việc: 5 ÷ 45oC.
Kiểu máy nén: máy nén dạng lốc xoắn.
Môi chất lạnh R410A, NH3 hoặc R22.
Nguồn điện: 380V/3PH/50HZ – 220V/50Hz.
Nhiệt sấy: được thiết kế tùy theo từng loại sản phẩm, nhiệt độ sấy Max 600C
Lắp đặt dễ dàng, máy chạy ổn định, tiếng ồn nhỏ.

17