Luận văn Xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến khô cá Sặc Rằn bằng lều sấy cải tiến

xốp, nên khi mất nước chúng vẫn tồn tại các khoảng trống của mô cơ, hoặc chỉ co rút một phần. Đặc biệt, khi sấy chân không hoặc sấy thăng hoa thì thể tích co rút rất ít. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 12 (ii) Sự biến đổi về màu sắc và mùi vị Trong quá trình làm khô, màu sắc và mùi vị của sản phẩm cũng bị biến đổi. Nguyên nhân là do nguyên liệu bị mất nước làm cho thể tích bị co rút, bị oxy hoá hoặc các sắc tố bị khử, nguyên nhân chủ yếu là do quá trình phát triển của vi sinh vật gây nên. Một nguyên nhân khác như sự mất nước làm cho nồng độ các thành phần trong thịt cá tăng lên, do đó sản phẩm sẽ có màu sắc sậm hơn và có mùi đặc trưng. Phương pháp làm khô càng thô sơ thì màu sắc và mùi vị của sản phẩm càng bị biến đổi nhiều. (iii) Sự biến đổi của tổ chức nguyên liệu Trong quá trình làm khô do nước mất nên tổ chức nguyên liệu co rút lại chặt chẽ hơn nhưng sự biến đổi đó khác nhau theo phương pháp làm khô. Khi nguyên liệu được làm khô bằng không khí nóng, vì quá trình làm khô tương đối chậm nên tổ chức cơ thịt của chúng bị co rút nhiều, cấu trúc thịt cá tương đối chặt chẽ, khả năng hút nước phục hồi kém, khi ăn ta cảm giác khô cứng và dai. Khi nguyên liệu được làm khô bằng sấy chân không, quá trình khử nước nhanh chóng do đó cấu trúc tương đối xốp, đặc biệt khi sấy chân không thăng hoa thì cấu trúc thịt cá rất xốp, mức độ hút nước rất tốt và phục hồi gần như nguyên vẹn trạng thái ban đầu. Nguyên nhân gây nên sự thay đổi cấu trúc nguyên liệu là do kết cấu phân tử của các sợi cơ bị biến đổi, protein bị biến tính và thay đổi cấu trúc, do đó khả năng phục hồi sản phẩm khô khó đạt trạng thái ban đầu. Sản phẩm khô dai hơn là do số lượng liên kết trong phân tử protein tăng lên, các liên kết đó bao gồm: liên kết hydro, liên kết muối, liên kết phân tử, liên kết cộng hoá trị và liên kết giữa các dẫn xuất protein biến tính, do đó sản phẩm làm khô không thể trở lại trạng thái ban đầu được, chất lượng của sản phẩm khô bị giảm so với nguyên liệu. 2.4.2 Sự biến đổi về hoá học (i) Sự biến đổi lipid Sự oxy hoá và thối rữa của lipid phụ thuộc vào phương pháp và thời gian làm khô. Thời gian làm khô càng kéo dài thì biến đổi càng lớn vì men và vi sinh vật có thời gian hoạt động, đồng thời sự oxy hoá tăng lên làm cho sản phẩm có màu sắc và mùi vị không tốt. Sự biến tính lipid chủ yếu là do sự thuỷ phân và sự oxy hoá. (ii) Sự biến tính protein + Sự đông đặc và biến tính của protein: sự đông đặc và biến tính của protein phụ thuộc vào loại nguyên liệu. Đối với nguyên liệu cá tươi sự biến tính của protein rất rõ rệt. Nhiệt độ là nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự biến đổi protein. Protein thịt cá chủ yếu Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 13 là myosin và myogen, chúng bị đông đặc ở 50 ÷ 600C, do đó khi làm khô ở điều kiện bình thường các protein này sẽ bị đông đặc dần và biến tính từ trạng thái có thể hoà tan thành trạng thái keo kết tủa, làm mất tính đàn hồi của cơ thịt. + Sự tự chín của cá khô: Khi làm khô với nhiệt độ tương đối thấp, thịt cá không bị biến tính nhiệt, men ở tổ chức cơ thịt cá không bị phá huỷ và có tác dụng đến protein và các chất béo của cá do đó sự tự chín xảy ra. Dưới tác dụng của các enzyme thuỷ phân ở trong thịt cá, các phân tử lớn protein bị thuỷ phân. Enzyme tham gia thuỷ phân protein trong cơ thịt cá là cathepsin có hoạt tính mạnh ở pH = 4 ÷ 5, trong môi trường trung tính nó hoạt động yếu, tạo thành đạm acid amin và đạm phi protein. Khi làm sản phẩm khô cá mặn, nồng độ muối cao sẽ làm cho protein thịt cá cũng như enzyme bị đông đặc và biến tính mạnh, làm mất tác dụng của enzyme. Để làm khô có chất lượng tốt cần ướp muối nhạt ở nơi khô ráo, mát để sự khử nước được tiến hành từ từ và protein cá lúc đó trương lên, các mạch polypeptid có khả năng đứt ra. Sự đứt mạch của protein là giai đoạn phân giải đầu tiên và quan trọng trong quá trình tự chín của cá phơi khô. Bên cạnh đó, enzyme lipase cũng gây ra sự thay đổi hoá lý sâu sắc. Trong quá trình phơi khô, lipid của thịt chảy ra thành một lớp gần như trong suốt, lớp này bị oxy hoá tạo thành một lớp đàn hồi tương đối cứng. Lipid trong thịt cá chứa nhiều acid béo không bão hoà nên dễ bị oxy hoá. Nhiệt độ nâng cao đến mức thích hợp thì tác dụng của men và tác dụng hoá học thuận lợi nhất. Khi có ánh sáng, lipid dễ bị biến đổi hơn ở tối, tia tử ngoại có tác dụng thúc đẩy sự oxy hoá mạnh nhất (Lê Văn Hoàng, 2004; Lê Ngọc Tú, 2003). 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy cá 2.5.1 Nhiệt độ không khí Trong điều kiện độ ẩm không khí, tốc độ gió, không đổi, nâng nhiệt độ sấy sẽ làm tăng tốc độ sấy. Nhiệt độ sấy càng cao thì ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như làm cho thịt cá bị sơ cứng, cản trở sự thoát ẩm. Nhiệt độ sấy quá thấp thì sẽ kéo dài thời gian sấy. 2.5.2 Sự di chuyển của không khí Tốc độ gió ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy cá. Tốc độ gió quá lớn thì sẽ khó giữ được nhiều trên nguyên liệu, tốc độ gió quá nhỏ thì sẽ làm chậm quá trình sấy. 2.5.3 Độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm tương đối của không khí càng cao thì tốc độ sấy càng giảm. thường đối với nguyên liệu thủy sản người ta làm khô với độ ẩm tương đối của không khí là 50 ÷ 60%, độ ẩm quá nhỏ cũng không làm tăng tốc độ sấy nhiều. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 14 2.5.4 Kích thước nguyên liệu và bản thân nguyên liệu Nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh. Tốc độ sấy tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt và tỉ lệ nghịch với bề dày nguyên liệu sấy. Nguyên liệu càng chứa nhiều chất béo thì quá trình làm khô càng chậm, sự khuếch tán ẩm sẽ chậm đi khi lượng béo tăng lên. (Nguyễn Văn Lụa, 2003) 2.6 LỀU SẤY Hình 9: Cấu tạo lều sấy đơn giản Nguồn: truy cập ngày 23 tháng 12 năm 2007 Việc sấy khô cá bằng năng lượng ánh sáng mặt trời đã được con người biết đến từ rất lâu vì nó đơn giản, dễ thực hiện. Tuy nhiên, việc sấy tự nhiên bằng năng lượng mặt trời cũng gặp những bất lợi như điều kiện thời tiết, thời gian sấy lâu hoặc là những vùng có độ ẩm tương đối cao thì việc sấy cá gặp khó khăn, . Lều sấy là sự cải tiến cho phương thức sấy tự nhiên sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời. Lều sấy đơn giản chỉ gồm một khung được làm bàng tre, gỗ hoặc kim loại nhẹ như nhôm, khung được phủ bởi lớp nhựa. Cạnh cho ánh sáng mặt trời đi qua và hai cạnh bên thì phủ bằng nhựa trong suốt. Cạnh còn lại phủ bằng nhựa đen do khả năng hút và giữ nhiệt từ mặt trời của nhựa đen. Dọc theo chiều dài lều là các giá đỡ để đặt các Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 15 khay. Cạnh bên có thể mở ra được để đưa khay vào giá đỡ. Nguyên lý hoạt động của lều sấy là khi không khí từ bên ngoài vào nó sẽ được nóng lên trong lều sấy và hút ẩm từ vật liệu khi nó thổi qua vật liệu sau đó rời khỏi lều bằng các lỗ thoát khí ở phía trên. + Ưu điểm của lều sấy là cấu tạo đơn giản, gọn, nhẹ, dễ tháo gỡ, giá thành rẻ, tránh được sự xâm nhiễm của chất bẩn và côn trùng do lều sấy tương đối kín. + Nhược điểm của lều sấy là phụ thuộc vào điều kiện thời thiết (đặc biệt là thời tiết có gió lớn do khối lượng lều sấy nhỏ), công suất nhỏ. 2.7 SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về cá sặc rằn từ đặc điểm hình thái đến chế biến và bảo quản. Phân tích thành phần hóa học cho thấy: tỉ lệ protein là 17,3 ÷ 18,4/100g thịt cá, hàm lượng chất béo từ 2,9 ÷ 3,2% do đó cá rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy và bảo quản (Võ Anh Dũng, Huỳnh Hồng Hạnh, Trương Thị Thu Năm, 2004). Sau quá trình khảo sát và nghiên cứu thì tìm ra được nhiệt độ sấy thích hợp cho cá sặc rằn là 500C (Nguyễn Minh Đạt, Trương Thị Thu Năm, 2004). Theo nghiên cứu, sản phẩm khô cá sặc rằn đạt độ ẩm 34% được chọn bảo quản là tốt nhất vì cho chỉ số peroxid thấp (Trương Thị Thu Năm, 2004) Để đảm bảo an toàn cho khô trong quá trình bảo quản đồng thời sản phẩm đạt chất lượng cảm quan tốt thì cần phải ướp nguyên liệu với muối có nồng độ 22%, nồng độ đường glucose 1,5% và rượu 35ml/ kg nguyên liệu (Đòan Thị Kiều Tiên, 2006); hay muối có nồng độ 22%, nồng độ đường saccharose 2% và rượu 40ml/ kg nguyên liệu (Nguyễn Thị Mỹ Hạnh, 2006). Những nghiên cứu về độ hoạt động của nước cho thấy, sấy là một phương pháp loại nước ra khỏi sản phẩm kết hợp với việc bổ sung các thành phần chất tan (ngâm muối, đường, rượu) là phương pháp hữu hiệu để làm giảm aw mà không cần giảm độ ẩm sản phẩm đến mức quá thấp. Thêm vào đó, muối còn giúp ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật gây độc cho thực phẩm có giá trị dinh dưỡng như cá (Zdislaw, 1990). Khi khảo sát về khả năng bảo quản sản phẩm, các nghiên cứu cũng cho thấy nguyên liệu được ngâm muối nồng độ cao ứng với giá trị aw thấp nhất và thời gian sấy được rút ngắn, độ ẩm của sản phẩm được giữ ở mức độ nhất định (MotarJemi, 1988 ÷ Tosep, 1990). Phương pháp làm khô cũng có ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng bảo quản sản phẩm. Giữa sản phẩm sấy và phơi nắng trực tiếp thì cùng một thời gian bảo quản, mẫu đem sấy có chỉ số peroxyde thấp, ít bị biến đổi trong quá trình bảo quản, trong khi đó Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 16 mẫu đem phơi thì có chỉ số peroxyde cao, khi đem đi bảo quản chỉ số này càng tăng, kể cả khi bao gói. Điều đó cho thấy, một khi sản phẩm làm ra đã bị oxy hóa nhiều thì khi bảo quản ở điều kiện bao gói sản phẩm vẫn bị oxy hóa mạnh vì phản ứng oxy hóa chất béo là phản ứng lan truyền. Do đó để tạo sản phẩm khô đạt chất lượng cao phải là sản phẩm khô có giá trị aw nhưng vẫn duy trì được độ ẩm thích hợp, không quá mặn và có giá trị cảm quan cao. 2.8 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trên cơ sở những kết quả đã nghiên cứu về sấy cá sặc rằn cùng với mục tiêu đề ra nên nội dung nghiên cứu của đề tài gồm: - Khảo sát sự tiêu hao khối lượng nguyên liệu cá trong quá trình xử lý sơ bộ (bỏ nội tạng, mang, vảy), ngâm muối đến thành phẩm; - Xác định đường cong sấy và tốc độ sấy trong lều sấy; - Tối ưu hóa quá trình sấy cá sặc rằn trong lều sấy cải tiến. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 17 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm 3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ trong 12 tuần, từ 04/01/2008 đến 20/3/2008 3.1.2 Dụng cụ, thiết bị - Lều sấy năng lượng mặt trời cải tiến; - Máy phân tích ẩm; - Cân điện tử (DJ – 1000, Japan); - Một số dụng cụ thuỷ tinh phòng thí nghiệm. 3.1.3 Hoá chất - Sorbitol 8%; - Muối 22%; - Rượu ethylic 30ml/kg nguyên liệu. 3.1.4 Nguyên liệu Nguyên liệu cá sặc rằn được thu mua ở cùng một vùng nuôi nguyên liệu (phường Long Tuyền, quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ) nhằm ổn định các yếu tố về môi trường, chế độ nuôi dưỡng. Yêu cầu cho nguyên liệu: Cá sặc rằn, yêu cầu phải còn sống cho đến khi về đến phòng thí nghiệm, khối lượng 90g ÷ 110 g/con. Sau khi vận chuyển cá đến phòng thí nghiệm, tiến hành xử lý sơ bộ, loại vảy, nội tạng trước khi thực hiện các nghiên cứu. 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp xử lý mẫu Cá sặc rằn tươi sống (khối lượng 90 ÷ 110g) được cân để xác định khối lượng ban đầu của nguyên liệu, sau đó tiến hành làm sạch vảy, nắp mang và nội tạng. Rửa sạch bằng nước và cân lại lần 2 nhằm xác định hiệu suất thu hồi. Cá được xử lý đem ngâm qua đêm trong dung dịch muối có nồng độ 22%. Sau đó, cá được vớt ra rửa lại bằng dung dịch muối 2%. Mục đích của công đoạn này là tránh hiện tượng muối áo bên ngoài bề Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 18 mặt sản phẩm sau khi sấy. Sau đó, cá được tiếp tục ướp phụ gia có khả năng làm giảm aw (sorbitol – 8% nguyên liệu và rượu ÷ 30ml/kg cá), vớt cá ra để ráo để cân khối lượng trước khi sấy. Nguyên liệu
Cân
Xử lý
Ngâm muối NaCl (nồng độ 22%, ngâm qua đêm)
Vớt ra, để ráo
Cân
Sấy sơ bộ
Ướp phụ gia (sorbitol 8%, rượu ethylic 30ml/kg nguyên liệu)
Vớt ra, để ráo
Cân
Sấy bằng lều sấy cải tiến
Sản phẩm (34% ẩm) Hình 10: Qui trình tổng quát chế biến khô cá 3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm (i) Thí nghiệm 1: Khảo sát tiêu hao nguyên liệu trong quá trình xử lý sơ bộ (bỏ nội tạng), ướp muối, sorbitol và rượu đến thành phẩm • Mục đích: Xác định tiêu hao nguyên liệu và sự thay đổi tính chất của nguyên liệu cá sặc rằn ban đầu làm cơ sở cho các quá trình nghiên cứu khảo sát sản phẩm, đồng thời lựa chọn được các thông số thích hợp cho sản phẩm khô được nghiên cứu. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 19 • Tiến hành: Xử lý mẫu như trình bày ở mục 3.2.1. Sau khi để ráo, cá được cân để xác định khối lượng trước khi sấy sơ bộ. Sau đó, cá được tiếp tục ướp phụ gia và rượu (ở các nồng độ khác nhau), vớt ra để ráo để cân khối lượng. • Kết quả thu nhận Xác định được khối lượng ban đầu của nguyên liệu và khối lượng cá qua từng công đoạn. Từ đó, tính toán hiệu suất thu hồi sản phẩm. + Hiệu suất thu hồi sau khi cá được làm chết và đã loại bỏ nội tạng, mang, vảy: được xác định dựa vào khối lượng cá sau xử lý sơ bộ so với khối lượng cá ban đầu. + Hiệu suất thu hồi sau khi cá được ngâm trong dung dịch muối được xác định dựa vào khối lượng cá sau ngâm muối so với khối lượng nguyên liệu ban đầu. + Xác định khả năng kết hợp của phụ gia làm giảm khả năng giữ nước + Hiệu suất thu hồi sản phẩm: được xác định dựa vào khối lượng sản phẩm cá khô so với khối lượng cá ban đầu. + Tính định mức sản phẩm: xác định dựa vào khối lượng ban đầu và khối lượng sản phẩm cá khô ở các chế độ được lựa chọn. Trong đó H: Định mức sản phẩm (kg nguyên liệu / kg sản phẩm) Khối lượng sau xử lý sơ bộ (g) Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g) *100A = Khối lượng sau ướp muối NaCl (g) Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g) *100 B= Khối lượng sản phẩm (g) Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g) *100 D = Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g) Khối lượng sản phẩm (g) *100H= Khối lượng sau khi ngâm rượu + sorbitol (g) Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g) *100 C= Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 20 (ii) Thí nghiệm 2: Xác định đường cong sấy và tốc độ sấy bằng lều sấy • Mục đích Thông qua việc theo dõi sự thay đổi khối lượng cá theo thời gian sấy và thời gian sấy cần thiết để sản phẩm cá đạt độ ẩm 34%, cũng như diễn tiến nhiệt độ trong lều sấy, nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời để xác định tốc độ sấy trong lều sấy. • Tiến hành thí nghiệm Nguyên liệu cá sặc rằn với 6 khối lượng (A) khác nhau (A1, A2, A3, A4, A5, A6) sẽ được tiến hành xử lý như đã trình bày ở thí nghiệm 1. Sau đó, sẽ được đem sấy bằng lều sấy đến khi sản phẩm cá đạt được giá trị độ ẩm 34% thì ngừng quá trình sấy. Với: A1= 1 kg A2= 2 kg A3= 3 kg A4= 4 kg A5= 5 kg A6 = 6 kg (Khối lượng mẻ sấy có thể điều chỉnh theo kết quả khảo sát thực tế) - Tổng số nghiệm thức: 6 nghiệm thức; - Số lần lặp lại: 3 lần; - Tổng số đơn vị thí nghiệm: 6 x 3 = 18 đơn vị thí nghiệm. • Kết quả thí nghiệm Thông qua các số liệu thực tế ghi nhận thu được tiến hành: + Thiết lập được đường cong sấy: xây dựng mối tương quan giữa thời gian sấy và hàm lượng ẩm trong vật liệu khi sấy bằng lều sấy; + Xác định tốc độ sấy trong lều sấy. (ii) Thí nghiệm 3: Tối ưu hóa quá trình sấy khô cá sặc rằn trong lều sấy • Mục đích: Thông qua việc theo dõi sự thay đổi nhiệt độ tác nhân sấy và nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian sấy đối với mẫu tối ưu được chọn để từ đó tối ưu hóa quá trình sấy khô cá sặc rằn trong lều sấy. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 21 • Tiến hành thí nghiệm Nguyên liệu cá sặc rằn sẽ được tiến hành xử lý như đã trình bày ở thí nghiệm 2 nhưng với một mẻ được chọn là tối ưu (tốc độ sấy cao, thời gian sấy ngắn). Sau đó, sẽ được đem sấy bằng lều sấy đến khi sản phẩm cá đạt được giá trị độ ẩm 34% thì ngừng quá trình sấy. • Kết quả thí nghiệm Thông qua các số liệu thực tế ghi nhận thu được thiết lập đồ thị thể hiện mối tương quan giữa thời gian sấy với nhiệt độ tác nhân sấy và nhiệt độ sản phẩm. 3.2.3 Phương pháp xử lý kết quả Số liệu được thu thập và xử lý theo chương trình Excel và Statgraphic 4.0 Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 22 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Thiết kế lều sấy cải tiến Lều sấy cải tiến là sự khắc phục những nhược điểm của lều sấy đơn giản do nó không chỉ sử dụng được năng lượng mặt trời mà có thể tận dụng được năng lượng điện. Điều này giúp chúng ta chủ động được trong quá trình sản xuất, đặc biệt là khi thời tiết xấu không thể sấy ngoài trời. Hình 11: Lều sấy cải tiến Về cấu tạo thì nguyên lý làm việc của lều sấy cải tiến giống như lều sấy đơn giản cũng có một mặt giữ nhiệt và một mắt cho ánh sáng mặt trời xuyên qua. Các mặt của lều làm bằng thủy tinh, mặt đáy màu tối để giữ nhiệt, hai mặt bên thì trong suốt, lều có gắn thêm điện trở dể gia nhiệt khi sử dụng điện năng và có bộ điều khiển có thể tự động tắt nhiệt theo yêu cầu nhiệt của quá trình sấy. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 23 80 0 1000 90 0 300 R30 Hình 12: Chi tiết của lều sấy cải tiến Các thông số cơ bản: + Kích thước: dài x rộng x cao = 1000 x 900 x 800 (mm); + Thể tích: 0,36 m3; + Điện trở: công suất 1kw; + Bộ điều khiển nhiệt độ: Nhiệt độ tối đa có thể điều chỉnh để tự động ngắt nhiệt là 990C. Tính toán lý thuyết Yêu cầu tính lượng nước bốc hơi do quá trình gia nhiệt bằng điện trở với công suất 1kw ở 500C trong trường hợp sấy bằng năng lượng điện (bỏ qua tổn thất nhiệt) với nhiệt độ không khí ra khỏi lều ở 400C. Gọi: Q: nhiệt lượng do điện trở cung cấp, kJ/h Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 24 I0: nhiệt lượng riêng của không khí ngoài trời. I1: nhiệt lượng riêng của không khí sau khi qua điện trở ,kJ/kg I2: nhiệt lượng riêng của không khí sau khi qua lều sấy, kJ/kg X1, X2: hàm ẩm của không khí trước khi qua điện trở và sau khi qua lều sấy Sơ đồ quá trình sấy được biểu diễn như sau Hình 13: Sơ đồ quá trình sấy cá sặc rằn bằng lều sấy cải tiến Nhiệt do điện trở cung cấp Công suất của điện trở: P = 1kw = 1 kJ/s Nhiệt do điện trở cung cấp cho lều trong 1 giờ là : Q = 3600 kJ Nhiệt lượng cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm: q = Q/W Ta có 12 02 XX II q − − = Nguồn (Nguyễn Văn Lụa, Sấy vật Liệu, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh) Bảng 5: Trạng thái của không khí trong quá trình sấy Trạng thái Thông số 1 2 3 Nhiệt độ bầu khô (0C) 30 50 40 Độ ẩm tương đối (%) 80 25,22 51,2 Hàm ẩm (g/kg) 21,74 21,74 25 Nguyên liệu vào T0, x0, I0 Điện trở Lều sấy cải tiến Khí vào T2, x2, I2 T1, x1, I1 Q Sản phẩm (34% ẩm) Khí ra Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 25 Nhiệt lượng riêng (kJ/kg) 84,9 104,9 104,9 (Tra từ Vậy: gkJ XX II q /08,6 71,2125 9,849,104 12 12 = − − = − − = Vậy lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ W = Q/q = 3600/6,08 = 592,11 g Tính cho khối lượng mẻ cá là 5 kg, độ ẩm của cá là 74% trong 20 giờ Lượng ẩm có thể bốc lên trong 20 giờ theo công suất của điện trở W20 = W.20 = 11842,11 g ≈ 11,8 kg Lượng ẩm trong 5 kg cá cần di chuyển trong quá trình sấy Ta có cân bằng vật chất G1.(100 – w1) = G2.(100 – w2) Với: + G1: khối lượng cá nguyên liệu ban đầu (= 5kg); + G2: khối lượng cá sau khi sấy (kg); + w1, w2: độ ẩm cá trước khi sấy và sau khi sấy. Ta tính được G2 = 1,97 kg Vậy lượng ẩm cần bốc hơi là 5 – 1,97 = 3,03 kg So với lượng ẩm có thể bốc lên theo công suất của điện trở trong khoảng thời gian 20 giờ thì có sự chênh lệch khoảng 8,77kg. Điều này cho thấy với lều sấy đã được thiết kế hoàn toàn có khả năng tách ẩm với mẻ sấy có khối lượng 5kg nguyên liệu sau khi đã tính đến sự tổn thất nhiệt qua kết cấu của lều. Như vậy trong điều kiện thời tiết xấu nhất không thể sử dụng năng lượng mặt trời thì lò sấy vẫn có thể hoạt động và đảm bảo làm khô sản phẩm. 4.2 Khảo sát hiệu suất thu hồi trong quá trình sấy cá sặc rằn Việc xác định hiệu suất thu hồi qua từng công đoạn của quá trình từ đó tiến tới xác định định mức của sản phẩm khô cá sặc rằn nhằm đảm bảo cho việc tính toán kết quả quá trình chế biến khô của người sản xuất. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 26 Dựa trên quy trình sấy cá sặc rằn đã được đề xuất, thí nghiệm tiến hành từ nguyên liệu cá sặc rằn tươi được xử lý sơ bộ, sau đó sấy bằng lều sấy cải tiến (vừa sử dụng năng lượng mặt trời, vừa sử dụng năng lượng điện) ở nhiệt độ trung bình khoảng 500C cho đến khi cá đạt độ ẩm 34% thì ngừng tiến trình sấy. Với mục tiêu khảo sát tỉ lệ tiêu hao nguyên liệu trong một số công đoạn chủ yếu, đầu tiên sơ đồ khối của tiến trình sấy được xác định như hình 14. Hình 14: Sơ đồ khối các công đoạn thu hồi Cá sặc rằn Xử lý Ướp muối Ướp phụ gia (Sorbitol + Rượu) Sấy Sản phẩm (34% ẩm) F = 100% A (%) B (%) C (%) D(%) Nước Nội tạng Nước Muối Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 27 Từ số liệu thu nhận được của quá trình sấy cá sặc rằn bằng lều sấy, hiệu suất thu hồi của sản phẩm qua từng công đoạn được tính toán và tổng hợp ở bảng 6. Bảng 6: Kết quả hiệu suất thu hồi qua từng công đoạn và định mức sản phẩm khô cá sặc rằn Hiệu suất thu hồi Khối lượng mẫu (kg) Ban đầu F (%) Sau xử lý sơ bộ A (%) Sau ướp muối B (%) Sản phẩm C (%) Định mức sản phẩm (kg/kg) H=F/C 1 2 3 4 5 100 100 100 100 100 83,05 84,90 83,01 80,51 82,077 74,31 75,49 73,76 75,74 72,26 37,71 37,75 35,58 40,16 39,84 2,67 2,65 2,81 2,49 2,51 Trung bình 100 82,71 74,31 38,21 2,63 Độ lệch chuẩn 1,60 1,41 1,86 0,13 % sai số 1,94 1,89 4,88 4,97 100% 82.71% 74.31% 38.21% 0 20 40 60 80 100 % kh ố i l ư ợ n g ban đầu xử lý sơ bộ ướp muối sản phẩm Công đoạn Hình 15: Đồ thị biểu diễn sự hao hụt khối lượng ở các công đoạn khác nhau Theo số liệu từ bảng cho thấy sự hao hụt khối lượng ở công đoạn sấy là cao nhất (36,26%) do nước trong sản phẩm mất đi trong quá trình sấy, ngoài ra còn có thể có hao hụt chất khô ở công đoạn này. Hao hụt ở công đoạn ướp muối là 8,4%, sở dĩ công Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 - 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 28 đoạn ướp muối có hao hụt là do lượng nước thoát ra nhiều hơn lượng muối ngấm vào nguyên liệu. Công đoạn xử lý sơ bộ (nguyên liệu được loại bỏ mang, nội tạng) thì hao hụt khối lượng là 17,29%. Từ đó cho thấy, trong chế biến khô cá sặc rằn thì sự hao hụt khối lượng diễn ra ở cả 3 công đoạn; trong đó tỉ lệ hao hụt nhiều nhất xảy ra ở công đoạn sấy, công đoạn hao hụt ít nhất là công đoạn ướp muối. Số liệu ghi nhận được từ bảng 6 cũng cho thấy để sản xuất được 1 kg khô cá sặc rằn thì trung bình sử dụng là 2,818 kg nguyên liệu. So sánh với kết quả nghiên cứu khác, định mức sản phẩm khi thực hiện đối với lều sấy đạt được là 3,36 (kg nguyên liệu/kg sản phẩm) (Nguyễn Minh Đạt, 2004) mặc dù có cùng độ ẩm ở sản phẩm cuối là 34%. Do đó, có sự chênh lệch đáng kể về định mức sản phẩm ở hai thí nghiệm. Điều này có thể giải thích là do mặc dù có sự tương tự nhau trong quá trình chế biến khô cá nhưng trong tiến trình thực hiện chế biến cá khô trước đây chỉ có công đoạn ướp muối, không có quá trình ướp sorbitol và rượu. Các thành phần chất tan này khi bổ sung sẽ làm giảm aw (theo định luật Raoult) do có sự liên kết của nhóm hydroxyl của sorbitol, rượu với nước hay protein bị khử mất nước do sự đông tụ và kết tủa của protein dưới tác dụng của m