XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG SẤY, TỐC ĐỘ SẤY TRONG TỦ SẤY Ở

Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 36
cá khô Nguyễn Văn Mười, 2006.

4.2 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG SẤY, TỐC ĐỘ SẤY TRONG TỦ SẤY Ở

50
O
C
Nhiều thí nghiệm nghiên cứu về q trình chế biến khơ cá sặc rằn đã được thực hiện với qui mơ phòng thí nghiệm đã chọn ra được nhiệt độ sấy thích hợp là 50
C Nguyễn Minh Đạt, Trương Thị Thu Năm, 2004. Do cá sặc rằn là nguyên liệu thực phẩm có
hàm lượng chất béo cao rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, dẫn đến tăng chỉ số peroxid. Ngược lại, nếu sấy ở nhiệt độ thấp hơn sẽ làm giảm tốc độ thoát ẩm, thời gian
kéo dài nên rất dễ gây nên hiện tượng hóa nhầy trên bề mặt sản phẩm làm giảm giá trị cảm quan. Ngoài ra, nhiệt độ sấy thấp 45
C sẽ tạo điều kiện cho enzyme hoạt động tốt và vi sinh vật phát triển dẫn đến sự ơi hóa chất béo gây khó khăn trong quá trình bảo
quản.
Để xác định thời điểm dừng quá trình sấy, dựa vào sự thay đổi khối lượng của cá khi
phơi sấy. Điều này được ước đốn thơng qua việc xác định độ ẩm sản phẩm trước khi thực hiện quá trình sấy và theo nguyên lý: chỉ có nước khuếch tán trong tiến trình sấy
trong khi hàm lượng chất khô không thay đổi. Dựa vào các số liệu chỉ tiêu theo dõi về khối lượng từng mẻ sấy, khối lượng giảm theo thời gian sấy và thời gian sấy đến khi
sản phẩm khô cá đạt độ ẩm 34. Từ đó, xác định được đường cong sấy và tốc độ sấy trong tủ sấy. Kết quả phân tích được tổng kết ở bảng 6 và đồ thị hình 11.
Bảng 6: Thời gian sấy trung bình, tốc độ sấy trung bình với các khối lượng mẻ sấy khác nhau khi sấy bằng tủ sấy
Khối lượng mẫu kg Thời gian sấy trung bình h
Tốc độ sấy trung bình ẩm CBKh
1 2
2,5
3 4
10,79a 13,73 b
13,22ab
16,69 c 19,16 c
11,67 b 8,06a
8,07a
7,50a 5,88a
Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê trong cùng một cột, ở độ tin cậy 95
Theo nghiên cứu về đường cong sấy đối với thực phẩm, tương quan giữa độ ẩm CBK và thời gian sấy được thiết lập theo theo quy luật hàm số mũ exponential curve
Crank 1956 được thể hiện ở đồ thị hình 11.
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 37
y = 159.57e
-0.1087x
R
2
= 0.9959
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
y = 166.92e
-0.0892x
R
2
= 0.9991
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
18
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Mẻ 1 kg Mẻ 2 kg
y = 154.32e
-0.0875x
R
2
= 0.9972
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
y = 173.8e
-0.0744x
R
2
= 0.9981
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
18
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Mẻ 2,5 kg Mẻ 3 kg
y = 168,81e
-0,0632x
R
2
= 0,9986
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Mẻ 4 kg Hình 11: Đồ thị đường cong sấy cá sặc rằn với các khối lượng khác nhau bằng tủ sấy
Phân tích các số liệu từ bảng 6 và đồ thị ở hình 11 cho thấy sự thay đổi độ ẩm CBK
theo thời gian sấy đối với những khối lượng mẻ khác nhau là khác nhau và đều tuân theo quy luật hàm số mũ. Trong quá trình sấy, lượng nước tự do hay nước liên kết yếu
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 38
đượ c giữ lỏng lẻo trong các khe vách tế bào sẽ được di chuyển một cách dễ dàng. Do
đ ó, tốc độ sấy trong các mẻ sấy khác nhau đều cao ở giai đoạn đầu nhưng giảm dần khi
độ ẩm sản phẩm giảm vì lượng nước còn lại chủ yếu là nước liên kết. Ngồi ra, trong
tiến trình sấy khi có sự di chuyển ẩm lên trên bề mặt của cá đồng thời có sự di chuyển của thành phần chất tan muối, đường, rượu
. Sau một thời gian, thành phần chất tan
này tạo thành một màng ngăn cản sự khuếch tán ẩm ra môi trường xung quanh. Đây cũng là nguyên nhân dẫn đến sự giảm sút tốc độ sấy trong giai đoạn cuối của quá trình.
Khảo sát kết quả nghiên cứu cho thấy, có sự ổn định trong q trình giảm tốc độ sấy. Đ
iều này có được là do tiến trình được thực hiện trong tủ sấy với sự ổn định về tốc độ khơng khí và nhiệt độ sấy 50
C tạo điều kiện thuân lợi cho quá trình di chuyển ẩm từ trong cơ thịt nguyên liệu lên trên bề mặt và sự khuếch tán ẩm ra môi trường xung
quanh. Đây là ngun nhân chính tạo nên sự khơ ráo của bề mặt sản phẩm khô cá, là cơ sở cho sự hình thành sản phẩm đạt tiêu chuẩn về chất lượng và vi sinh.
Khi tiến hành sấy đến cùng một độ ẩm khơng đổi là 34 thì thời gian sấy tăng dần, tốc độ
sấy giảm dần theo sự tăng khối lượng nguyên liệu cá trong từng mẻ sấy thay đổi từ 1 kg, 2 kg, 2,5 kg, 3 kg đến 4 kg. Từ kết quả thống kê cho thấy, giữa mẻ sấy 2 kg và
2,5 kg là có sự khác biệt khơng có ý nghĩa về thời gian sấy và tốc độ sấy. Tuy nhiên, khi so sánh giữa mẻ sấy 2,5 kg với các mẻ sấy 3 và 4 kg thì có sự khác ý nghĩa về thời
gian sấy nhưng không khác biệt ý nghĩa về tốc độ sấy.
Từ những kết quả trên, khi thực hiện quá trình sấy cá sặc rằn trong tủ sấy ở 50 C với
thể tích 0,2 m
3
, thì việc lựa chọn khối lượng tối ưu sẽ là 2,5 kg bởi nhiều nguyên nhân.
Đ ó là đạt được tốc độ sấy khá cao kết hợp thời gian sấy không quá dài giúp ảnh hưởng
tốt đến chất lượng sản phẩm, tạo điều kiện dễ dàng trong q trình bảo quản, đồng thời tạo nên tính kinh tế trong quá trình sản xuất.
Kết quả thu được sẽ có độ tin cậy cao hơn khi áp đặt các kết quả ghi nhận lên một mơ hình cụ thể đặc trưng cho tiến trình sấy khơ cá sặc rằn. Điều này được thực hiện dựa
vào quá trình biểu diễn tất cả các đường cong sấy trên cùng một đồ thị hình 12.
Tiến hành áp dụng phương pháp thống kê hồi quy nhiều chiều đã thu nhận được một phương trình tổng quát chung cho chế độ sấy cá sặc rằn ở 50
C bằng tủ sấy 0,2 m
3
:
LogDoam_cbk = 5,02643 – 0,11703Thgian + 0,0279823KL mẻ + 0,0136147Thgian KL mẻ
với R
2
= 0,9776
Từ phương trình trên cho thấy, trong quá trình sấy cá sặc rằn bằng tủ sấy thì thời gian và khối lượng mẻ có sự tương tác lẫn nhau và cả hai nhân tố trên đều có ảnh hưởng đến
độ ẩm CBK.
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 39
30 60
90 120
150 180
4 8
12 16
20
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
1 kg 2kg
2,5kg 3kg
4kg
Hình 12: Đồ thị đường cong sấy với các khối lượng mẻ khác nhau ở tủ sấy
4.3
XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG SẤY, TỐC ĐỘ SẤY TRONG LỀU SẤY
Kết hợp với những nghiên cứu sấy cá được thực hiện trên tủ sấy tiến hành khảo sát lều sấy với thể tích là 1m
3
trong tiến trình sấy với mục tiêu sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên. Đây là vấn đề luôn được quan tâm do những tính năng ưu việt của lều sấy trong
q trình ứng dụng trong cuộc sống người nông dân hiện nay. Dựa vào các số liệu chỉ tiêu theo dõi về sự giảm khối lượng theo thời gian sấy và thời
gian sấy đến khi sản phẩm cá khô đạt độ ẩm 34, diễn tiến nhiệt độ và độ ẩm trong lều sấy ngoài trời giúp xác định được đường cong sấy, tốc độ sấy. Kết quả ghi nhận được
thể hiện qua bảng 7.
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 40
Bảng 7: Thời gian sấy trung bình, tốc độ sấy trung bình với các khối lượng mẻ sấy khác nhau khi sấy bằng lều sấy
Khối lượng mẫu kg Thời gian sấy trung bình h
Tốc độ sấy trung bình ẩm CBKh
2 2,5
3
4
5 10,83a
10,14a 11,13a
12,26a
15,18 b 8,82ab
10,07 b 9,43ab
9,55ab
8,06a
Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê trong cùng một cột, ở độ tin cậy 95
Theo Crank 1956 từ những số liệu khảo sát vẽ được đường cong sấy tuân theo quy luật hàm số mũ exponential curve thông qua độ ẩm CBK và thời gian sấy. Đồ thị
đượ c biểu diễn ở hình 13.
y = 129.05e
-0.0884x
R
2
= 0.9693
40 60
80 100
120 140
160
2 4
6 8
10 12
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
y = 142.52e
-0.1016x
R
2
= 0.9846
40 60
80 100
120 140
160
2 4
6 8
10 12
Thòi gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Mẻ 2 kg Mẻ 2,5kg
y = 139.22e
-0.0958x
R
2
= 0.9684
40 60
80 100
120 140
160
2 4
6 8
10 12
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
y = 165.76e
-0.0969x
R
2
= 0.995
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Mẻ 3 kg Mẻ 4 kg
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 41
y = 172.8e
-0.0845x
R
2
= 0.9955
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14 16
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
Đườ ng cong sấy
Expon. Đường
Mẻ 5 kg Hình 13: Đồ thị đường cong sấy cá sặc rằn với các khối lượng khác nhau bằng lều sấy
40 60
80 100
120 140
160 180
2 4
6 8
10 12
14
Thời gian giờ
Đ ộ
ẩ m
C B
K
2kg 2,5kg
3kg 4kg
5kg
Hình 14: Đồ thị đường cong sấy với các khối lượng mẻ khác nhau ở lều sấy
Từ sự ghi nhận những số liệu đạt được, kết quả đã thể hiện sự thay đổi độ ẩm CBK theo thời gian sấy đối với những khối lượng mẻ khác nhau có sự tuân theo quy luật hàm
số mũ.
Tốc độ sấy được xác định bằng lượng ẩm bay hơi trên 1m
2
trên bề mặt vật liệu sấy trong một đơn vị thời gian. Tốc độ sấy biến đổi theo thời gian, giảm dần theo mức độ
giảm hàm ẩm trong vật liệu sấy. Đối với lều sấy, trong giai đoạn đầu có sự giảm mạnh tốc độ sấy so với những giai đoạn sau đây là sự khác biệt giữa lều sấy và tủ sấy.
Nguyên nhân là do nguyên liệu tươi có hàm ẩm cao và nước được tách ra chủ yếu là nước tự do và nước liên kết yếu. Kết hợp với điều kiện khách quan trong q trình thực
hiện thí nghiệm, đó là q trình sấy được bắt đầu vào lúc 11 giờ đến 12 giờ trưa, đây
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 42
chính là thời điểm diễn ra trong thời gian ngắn nhưng nhiệt độ trong lều đạt được khá cao 55
C đến 57 C và ẩm độ tương đối thấp từ 25 đến 28. Ngoài ra với ưu điểm của
lều sấy là có thể tích sấy lớn, diện tích khuếch tán ẩm cao và sự đối lưu tốt của khơng khí. Điều này tác động lên lớp đệm biên làm nó trở nên màng mỏng hơn, tạo thuận lợi
cho quá trình sấy diễn ra nhanh chóng so với nguyên liệu được sấy trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời. Từ những nguyên nhân trên dẫn đến sự thoát ẩm trên bề mặt nguyên liệu
cá tươi diễn ra mãnh liệt và nhanh chóng tạo nên sự khơ cứng bề mặt, làm ngăn cản một phần quá trình khuếch tán ẩm ra môi trường xung quanh về sau.
Theo: http:www.fao.orgdocrep005T0606BT0606B14.htm
, truy cập ngày: 12052007
Mùa nắng với sự ổn định của nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời, tạo điều kiện tốt cho tác nhân sấy ổn định trong q trình sấy. Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 2 đến tháng
5, đây là thời điểm giao mùa giữa mùa mưa và mùa nắng, điều này dẫn đến sự biến độ
ng về nhiệt độ và độ ẩm tương đối của khơng khí là tác nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đế
n quá trình phơi sấy do khơng tạo được điều kiện đồng đều đối với các mẻ. Từ kết quả bảng 7 cho thấy, có sự tác động qua lại giữa khối lượng các mẻ sấy với thời gian
sấy là khi khối lượng tăng thì thời gian sấy tăng. Nhưng tốc độ sấy khơng tn theo quy luật trên mà có sự dao động, do tốc độ sấy chịu ảnh hưởng rất lớn vào điều kiện thời
tiết. Vấn đề này thể hiện rõ qua tốc độ sấy ở mẻ 2 kg có sự khác biệt khơng ý nghĩa so với mẻ sấy 5 kg và các mẻ sấy 2,5 kg, 3 kg và 4 kg. Đối với mẻ sấy 4 kg, có sự khác
biệt khơng ý nghĩa về thời gian sấy và tốc độ sấy so với mẻ 2 kg, 2,5 kg, 3 kg. Tuy nhiên, khi so sánh với mẻ 5 kg, mẻ sấy 4 kg có sự khác biệt ý nghĩa về thời gian sấy
nhưng không ý nghĩa về tốc độ sấy.
Với điều kiện thực nghiệm và thể tích lều sấy 1m
3
thì khối lượng 4 kg là mẻ sấy tốt nhất đáp ứng được yêu cầu về thời gian và tốc độ sấy. Qua q trình thực hiện thí
nghiệm cho thấy, khi có sự ổn định về điều kiện thời tiết, q trình sấy sẽ có được thời gian sấy ngắn, tốc độ sấy cao giúp cho tiến trình sấy diễn ra thuận lợi. Đồng thời, sản
phẩm cá khô đạt được giá trị cảm quan tốt và đáp ứng được an tồn vệ sinh thực phẩm.
Dựa vào q trình biểu diễn tất cả các đường cong sấy trên cùng một đồ thị hình 14. Tiến hành áp dụng phương pháp thống kê hồi quy nhiều chiều đã thu nhận được một
phương trình tổng quát chung cho chế độ sấy cá sặc rằn ở lều sấy 1 m
3
:
LogDam-cbk = 2,03861 + 0,0409196KL mẻ - 0,0456538Thgian + 0,00149397ThgianKL mẻ
Tương tự như tủ sấy, phương trình trên thể hiện được trong quá trình sấy cá sặc rằn bằng lều sấy thì thời gian và khối lượng mẻ có sự tương tác lẫn nhau và cả hai nhân tố
trên đều có ảnh hưởng đến độ ẩm CBK. Hệ số tương quan R
2
của phương trình bằng
0,9787 cho kết quả có độ tin cậy cao.
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nơng Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 43
Việc tìm ra được mối tương quan giữa độ ẩm CBK với thời gian sấy và khối lượng khác nhau của các mẻ sấy, thiết lập thành phương trình quan hệ, đã giúp cho sự chọn
lựa sản phẩm tốt hơn. Đây chính là cơ sở để có thể kiểm chứng mức độ chính xác cũng như khả năng ứng dụng của kết quả.
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 44
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN