Thạc Sĩ Nghiên cứu động học sấy và biến động vi sinh vật trong quá trình sấy cá cơm săng (Stolephorus tri) b

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu động học sấy và biến động vi sinh vật trong quá trình sấy cá cơm săng (Stolephorus tri) bằng gốm bức xạ hồng ngoại chọn lọc

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngành thuỷ sản của nước ta đang phát triển mạnh mẽ với sự gia tăng liên tục
về kim ngạch xuất khẩu. Theo thống kê tổng kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản năm
2004 là 2,4 tỉ USD, năm 2005 là 2,74 tỉ USD, năm 2006 là 3,36tỉ USD, năm 2007
là 3,8 tỉ USD và 8 tháng đầu năm 2008 là2,9 tỉ USD tăng 21,86% so với cùng kỳ
năm 2007.
Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành Thuỷ sản Việt nam hiện
nay là phải vượt qua rào cản kỹ thuật trong thương mại, đáp ứng các yêu cầu về vệ
sinh an toàn thực phẩm của các thị trường nhập khẩu; đặc biệt là những thị trường
cao cấp và khó tính như châu Âu, Nhật, Nga, Australia
Riêng về công nghệ chế biến thuỷ sản khô hiện nay của nước ta đang còn rất
thủ công thô sơ, chưa được chú trọng đầu tư một cách đúng mức, chủ yếu là sấy
bằng không khí nóng từ lò than và phơi nắng. Các phương pháp này thường phụ
thuộc rất nhiều vào thời tiết, thời gian sấy kéo dài ở nhiệt độ cao làm cho chất lượng
sản phẩm không cao, tỷ lệ hao hụt cũng như phế phẩm lớn, đặc biệt là vấn đề về vệ
sinh an toàn thực phẩm không được đảm bảo làm giảm giá trị sử dụng, giảm giá trị
kinh tế, không phù hợp cho việc xuất khẩu vào các thị trường lớn và khó tính.
Do vậy việc tìm tòi, ứng dụng các công nghệ, phương pháp sấy mớivào việc
sấy khô các sản phẩm thuỷ sản là điều hết sức cần thiết và phù hợp với thực tiễn
hiện nay khi chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng được quan tâm chú
ý nhiều hơn.
Công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại một trong những công nghệ mới trong
lĩnh vực sấy khô các sản phẩm lương thực, thực phẩm .Công nghệ này có những ưu
điểm vượt trội và đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống,
kinh tế xã hội .Riêng trong lĩnh vực sấy khô nông lâm, thuỷ hải sản, thực phẩm về
cơ bản nó có những ưu điểm hơn hẳn các công nghệ sấy thông thường như:
-Giảm thời gian sấy, nhiệt độ sấy thấp do đó sản phẩm sấy không bị tổn thất
và chất lượng được đảm bảo
-Sản phẩm được tiệt trùng, kéo dài thời gian bảo quản
-An toàn, vệ sinh cho thực phẩm cũng như cho người vận hành và môi
trường
-Ý nghĩa kinh tế -xã hội lớn .và rất nhiều ưu điểm khác.
2
Xuất phát từ ý nghĩa và yêu cầu thực tiễn trên tôi đã tiến hành nghiên cứu đề
tài "Nghiên cứu động học sấy và biến động vi sinh vật trong quá trình sấy cá cơm
săng (Stolephorus tri) bằnggốm bức xạ hồng ngoại chọn lọc". Nhằm hiện đại
hoá công nghệ sấy thuỷ sản, tiết kiệm thời gian, năng lượng, nâng cao chất lượng,
tăng giá trị sử dụng, giá trị kinh tế và đáp ứng được hàng rào kỹ thuật trong thương
mại Thuỷ sản
2. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại từ đó tính toán được các
thông số kỹ thuật ban đầu để xây dựng công nghệ sấy bằng gốm bức xạ hồng ngoại
vớiquy mô công nghiệp.
Nghiên cứu động học sấy và sự biến động của vi sinh vật trên sản phẩm cá
cơm săng trong quá trình sấy vằng gốm hồng ngoại từ đó xây dựng đường cong sấy
và nắm được sự biến động của vi sinh vật trong quá trình sấy. Tìm được các thông
số tối để sấy sản phẩm cá cơm săng bằng gốm bức xạ hồng ngoại
Khẳng định tính ưu việt của bức xạ hồng ngoại trong việc sấy khô thuỷ sản
so với cácphương pháp thông thường như: sấy bằng không khí nóng đối lưu cưỡng
bức, phơi nắng .
3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Việc nghiên cứu áp dụng bức xạ hồng ngoại vào việc sấy khô các sảnphẩm
thuỷ sản có giá trị dinh dưỡng, giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao nhằm:
-Công nghiệp hoá và hiện đại hoá công nghệ sấy khô thuỷ sản
-Giảm tổn thất các chất dinh dưỡng, nâng cao chất lượng của sản phẩm thuỷ
sản khô
-Nâng cao giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cho sản phẩm thuỷ sản khô
-Giảm tỷ lệ phế phụ phẩm trong công nghệ sấy thuỷ sản
-Nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành chế biến thuỷ sản của Việt Nam
4. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài
- Khảo sát, tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến năngsuất và chất lượng của sản
phẩm trong quá trình sấy bằng gốm hồng ngoại.
- Xây dựng quy trình công nghệ sấy cá cơm trên máy sấy bằng gốm hồng ngoại.
- Thực nghiệm tìm chế độ sấy tối ưu cho sản phẩm cá cơm khô.
3
- Khảo sátsự biến động vi sinh vật trong quá trình sấy cá cơm săng ở chế độ
sấy tối ưu.
-So sánh sự biến động vi sinh vật trong quy trình sấy cá cơm bằng gốm bức
xạ hồng ngoại và sự biến động vi sinh vật trong quy trình phơi nắng của công ty
Camranh Seafood.
- Phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm cá cơm khô sấy
bằng gốm bức xạ hồng ngoạivà so sánh với phương pháp phơi nắng thông thường.
4
CHƯƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
1.1.1. Quá trình sấy.
Vi sinh vật trong thực phẩm nói chung và trong thuỷ sản nói riêng phát triển
mạnh mẽ nhất ở điều kiện độ ẩm 70 –80%. Do đó chúng ta phải có phương pháp
làm giảm hàm lượng nước trong sản phẩm thuỷ sản xuống đến mức thấp khoảng 20
–23% thì sự phát triển của vi sinh vật sẽ bị hạn chế, bảo quản sản phẩm được lâu.
Mặt khác, sản phẩm đã được làm khô thì việc vận chuyển sẽ dễ dàng hơn.[36]
Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương
pháp bay hơi nước. Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi
chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy. Quá trình truyền ẩm từ
trong v ậtsấy vào môi trường. Các quá trình truy ền nhiệt truyền chất trên xảy ra đồng thời
trên v ật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau.[5] [8] [41].
Căn cứvào áplực khi sấy mà người ta phân ra:
+ Sấy ở áp suấtthường: sử dụng sấy bình thường, sấy bằng tia hồng ngoại.
+ Sấy ở áp suấtthấp;sấy trong chân không, việc khuếch tán của nước ra môi
trường rất dễ dàng. Trong quá trình làm khô nước ở trong nguyên liệu chuyển dần ra
ngoài và đi vào không khí làm cho không khí xung quanh tăng độ ẩm. Nếu không khí
đứng yên thì một lúc nào đó thì quá trình làm khô sẽ dừng lại.
- Sự khuếch tán của nước từ nguyên liệu ra môi trường có 2 quá trình:
 Quá trình khuếch tánngoại:
Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt vào không khí. Lượng nước bay
hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước
bão hoà trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong
không khí. [8]
 Quá trình khuếch tán nội:
Là quá trình chuyển động của n ước trong nguyên liệu từ lớp n ày sang l ớp khác để
t ạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguy ên liệu. Động lực của quá tr ình khu ếch tán nội là
s ự chênh l ệch về độ ẩm giữa các lớp b ên trong và bên ngoài . N ếu sự chênh lệch ẩm càng
l ớn tức là gradien đ ộ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội c àng nhanh.[8]
5
Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại.
Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau,
tức là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể 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 bốc hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này hiếm có.
Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuếch tán ngoại. 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 hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự
chênh lệch về độ ẩm lớn. Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán
ngoại do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh. Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước còn lại
trong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi ở bề mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nội
lại chậm. Do đó tốc độ khô ở bề mặt ngoài nhanh hình thành một lớp màng cứng
làm ảnh hưởng lớn tới quá trình khuếch tán nội. Vì vậy mà ảnh hưởng tới quá trình
làm khô nguyên liệu.
Sự dịch chuyển của nước trong quá trình làm khô trước hết là nước tự do,
sau đó mới đến nước kết hợp. Trong suốt quá trình làm khô, lượng nước tự do luôn
luôn giảm xuống. Còn ở thời kỳ đầu thì lượng nước kết hợp tăng lên tương đối làm
trọng lượng của nguyên liệu giảm chậm.
Lượng nước của nguyên liệu dịch chuyển dưới 2 hình thức là thể hơi và thể
lỏng. Điều này do phương thức kết hợp của nước trongnguyên liệu quyết định. Sự
dịch chuyển n ày gọi là “truyền dẫn ẩm phần” do sự chênh lệch ẩm gây nên.
Nước tự do dịch chuyển ở 2 trạng thái lỏng và hơi. Nước kết hợp dịch
chuyển bằng trạng thái hơi còn nước thẩm thấu và nước liên kết thì dịch chuyển
bằng trạng thái lỏng. Độ ẩm càng giảm thì sự di động dần của nướcchuyển dần sang
thể hơi. Khi độ ẩm của nguyên liệu bé thì sự di động của nước trên cơ bản là trạng
thái hơi.
1.1.2. Các phương pháp và thiết bị sấy.[3] [5] [8] [13] [24]
-Phơi nắng
-Sấy khô bằng chân không.
+ Sấy khô chân không ở nhiệt độ thường (0 -60
o
C).
+ Sấy khô chân không ở nhiệt độ thấp dưới 0
o
C.
-Phương pháp sấy khô thăng hoa.
-Sấy tầng sôi

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Trọng Cẩn -Đỗ Minh Phụng (1990), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy
sản, Tập I,II, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
2. Lã Văn Chứ -Nguyễn Kim Vũ. Một số kết quả sấy nông sản bằng tủ hồng ngoại
giải tần hẹp chọn lọc
3. Hoàng Văn Chước (1997). Kỹ thuật sấy.NXB Khoa học và kỹ thuật -Hà Nội
4.Dự án nghiên cứu thị trườngvà tín dụng nghề cá Việt Nam
5. Dự án Seaquip. Đảm bảo chất lượng sản phẩm thủy sản. Bộ Thủy sản, 2003
6. Đặng Văn Giáp (1997). Phân tích dữ liệu khoa học bằng chương trình MS-EXCEL.
NXB Giáo dục.
7. Đào Trong Hiếu(2004). Ứng dụng công nghệ gốm bức xạ hồng ngoại giải tần hẹp
chọn lọc kết hợp với không khí có nhiệt độ thấp để sấy cá cơm săng xuất khẩu,
Luận án tốt nghiệp Thạc sỹ, Đại học Thủy sản Nha Trang.
8. Lê Văn Hoàng. Sử dụng tia hồng ngoại trong quá trình bảo quản thóc.Trường Đại
học Bách khoa ĐàNẵng.
9. HACCP -Phân tích mối nguy và điểm kiểm soát tới hạn. Liên minh HACCP thuỷ
sản quốc gia về giáo dục và đào tạo, 1997
10. Hướng dẫn về các mối nguy và cách kiểm soát mối nguy liên quan đến thuỷ sản và
sản phẩm thuỷ sản. Liên minh HACCP thuỷ sản quốc gia về giáo dục và đào tạo,
1997.
11. Lê Đình Hùng, Đại cương về phương pháp kiểm tra vi sinh thực phẩm. 1997
12. Ký sinh trùng. Y học, 1997
13. Lê hoàng Lâm. Bước đầu nghiên cứu xác định phân lập vi khuẩn có khả năng
phân giải Histidine trên một số loài cá Ngừ vùng biển Phú Yên –Khánh Hòa và đề
xuất chế độ bảo quản. Luận văn Thạc sĩ, Đại Học Thủy sản Nha Trang
14. Ngô Đăng Nghĩa (2002). Bài giảng kỹ thuật sấy. Đại học Thủy sản, Nha Trang,
15. Ngô Đăng Nghĩa (2003). Bài giảng Thiết kế và phân tích thí nghiệm
Đại học Thủy sản, Nha Trang
16. Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh vật gây bệnh. Viện Vệ sinh dịch tễ, 1996.
76
17. Nguyễn Đình Quyến, Vi sinh vật học đại cương. 1997
18. Nguyễn Thọ (1991). Kỹ thuật và công nghệ sấy các sản phẩm thực phẩm.
NXB Đà Nẵng
19. Nguyễn Thọ. Bảo quản thực phẩm bằng chiếu xạ.Đại học Đà Nẵng
20. Nguyễn Thị Bích Thủy (2001). Nghiên cứu quá trình sấy một số nguyên liệu nông
sản có độ ẩm cao bằng bức xạ hồng ngoại. Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học
cấp Bộ. Trường Đại học Nông lâm, Huế
21. Trung tâm KHKT và kinh tế thủy sản (2001) Báo cáo tình hình thực hiện kế
hoạch tháng 11 năm 2001, Kết quả thực hiện 10 tháng năm2001, Hà Nội
22. Trung tâm thông tin KHKT và Kinh tế Thuỷ sản -Bộ Thuỷ sản. Phần mềm cơ sở
dữ liệu cá biển Việt Nam -MFOV (Marine Fishs of VietNam)
23. Trungtâm Triển khai công nghệ, Viện Ứng dụng công nghệ -Bộ Khoa học Công
Nghệ. Nghiên cứu thiết kế,chế tạo hệ thiết bị sấy bảo quản một vài nông sản trên
nguyên lý bức xạ hồng ngoại. năm 2004
24. Trungtâm Triển khai công nghệ, Viện Ứng dụng công nghệ -Bộ Khoa học Công
Nghệ. cứu chế tạo hệ thống thiết bị sấy kết hợp Hồng ngoại –Đối lưunăm 2005
25. Phan Xuân Tuấn. Ứng dụng bức xạ hồng ngoại trong chế biến và bảo quản lương
thực, thực phẩm. Đồ án tốt nghiệp kỹ sư. Đại học Đà Nẵng
26. Trần Quốc Tuấn (dịch). Kính quang phổ cận tia hồng ngoại (NIR). Viện Chăn nuôi
27. Nguyễn Như Thanh, Vi sinh vật thú y. Hà nội, 1997
28. Phạm Đức Việt. Đề tài khoa học cấp Nhà nước giai đoạn 2001 -2005. Viện Công
nghệ Sau thu hoạch, Hà Nội
29. Phạm Đức Việt. Ứng dụng công nghệ gốm hồng ngoại dải tần hẹp chọn lọc để sấy
khô nông sản Việt Nam.Viện Công nghệ Sau thu hoạch,Hà Nội
30. Vệ sinh trong các Xí nghiệp chế biến thuỷ sản. Dự án cải thiện chất lượng và xuất
khẩu thủy sản Việt nam. Hà nội, 1997
77
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
31. British Columbia's Fisheries & Aquaculture Sector ( 2002)
32. Catalytic Drying Technologies LLC -CDT Catalitic Botanical Dehydration.
20
th
and Sycamore; Independence, KS. 67301, USA, Phone (800)835-0557; fax
(620)331.3402
33. Charlatte. P. Brennand, Extension Food Science Specialist (1994). Home Drying
Of Food
34. Course Roo -494.
Introduction to Infrared Support (IRSM) and Counter Measure (IRCM) Systems.
March 22-24, 2004, in Washingtion, DC
35. David Rothbard and Craig Rucker (2002). Irradiation To Rescue Millions From
Rotten Food. Committee For A Constructive Tomorrow -CFACT
36. E.Steck, I.Tarczynski, and D.S walker, Glaxo Smith kline. Comparison Of Near -Infrared Methods For Pharmaceutical Product Drying
37. Electric Infrared Heating Manual. Foctosia Industrial, USA
38. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, December 2000
39. Georgia Tech Professional Education
Global Learning & Conference Center, 845
th
Street -Atlanta. Georgra 30308-1031, Phone: 404.385.3500 -Fax: 404.894.8925. Copyright -2003 Georgia
Institute of Technologies
40. Hsico, Ting-Wei Huang, Anergyand Resources Lab. Infrared Heating and
Application. Industrial Technology Research Institute, Chutung, Hsinchu, Taiwan,
Roc. Tel:886-3-5916422.
41. Jerome J. Workman, JR (1999). Review Of Process And Non -Invasive Near -Infrared And Infrared Spectroscopy: 1993 -1999. Applied Spectroscopy
Reviews, 34(1&2), 1-89(1999)
42. Lab. Bio. Information and food Engnineering
Infrared drying of food.
43. Li Dong Qi. What is Far Infrared Rays (FIR)
44. M. Bell (1994). Drying Seafood.Complete Dehydrator Cookbook, Morrow
78
45. Mala Supongpan, Chongkoluce Chamchang, Somphon Boongerd. Technical
Report On The Anchory fisheries In the Gulf of Thailand. Fishcode Management.
Bangkok Marine Fisheries Development Center
46. Marilyn Herman(1998). Drying food. Unviersity of Minnesota Ertension Service
Hom Page.
47. Market Survey of the Korean Dried Fishery Product Industry. Submitted by
Pacific Consultants Corporation Seoul; Korea, April 30, 1999
48. Sang Whang -Friend, Scientist, Inventor and engineer. Energy, Vibration,and
Resonaat Frequency.
49. Terry Young (1997). Infrared drying. Decater Foundry, Inc, Phone217) 429-5261
50. U.S. Food and Drug Adminitration, Center for Food Safety and Applied Nutrition
(2000). FDA-CFSAN Kinetics Of Microbial Inactivation For Alternative Food
Processing Technologies, Microwave and Radio Freqrency Processing.htm
51. Word Leader In Continuous Processing Ovens and Machinery, Drying Basics. C.
A. Litzler Co. Inc
52. Zhang Jian Dong. The Usage Of Far Infrared Rays As An Alternative Medicine.