intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Khảo sát khả năng ứng dụng máy sấy năng lượng mặt trời vào quá trình sấy khô cá tra phồng tại An Giang

Chia sẻ: Bautroibinhyen17 Bautroibinhyen17 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

142
lượt xem
16
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu lắp đặt thiết bị sấy năng lượng mặt trời (NLMT) dùng sấy khô cá tra phồng tại tỉnh khu vực tỉnh An Giang. Kết quả cho thấy trong điều kiện sấy không tải, nhiệt độ buồng sấy của thiết bị sấy NLMT nằm trong khoảng từ 40 oC đến 46,5 oC với tốc độ thổi gió là 2 m/s. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát khả năng ứng dụng máy sấy năng lượng mặt trời vào quá trình sấy khô cá tra phồng tại An Giang

Journal of Science – 2015, Vol.7 (3), 52 – 65<br /> <br /> Part C: Agricultural Sciences, Fisheries and Biotechnology<br /> <br /> KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÁY SẤY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO QUÁ<br /> TRÌNH SẤY KHÔ CÁ TRA PHỒNG TẠI AN GIANG<br /> Trần Nghĩa Khang1, Nguyễn Văn Thành2, Nguyễn Phạm Kim Tuyến2<br /> ThS. Trường Đại học An Giang<br /> KS. Trường Đại học An Giang<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> Thông tin chung:<br /> Ngày nhận bài: 20/11/14<br /> Ngày nhận kết quả bình duyệt:<br /> 02/02/15<br /> Ngày chấp nhận đăng: 08/15<br /> <br /> ABSTRACT<br /> <br /> This research examines drying catfish fillets by slar dryers in An Giang province.<br /> The results show that, in the idling stage, the drying chamber temperature of solar<br /> dryers are from 40 oC to 46,5 oC at air velocity of 2 m/s. This range of temperature<br /> is higher than environment temperature from 6 oC to 12 oC. The solar dryers could<br /> Title:<br /> dry catfish fillets effectively under the sunny condition. Under drying by the solar<br /> Investigation of applying solar<br /> dryer at air velocity of 0,5 m/s for 16 hours, the water content in dried fishes were<br /> dryers to drying catfish fillets in<br /> under 35% (w/w). The average drying chamber temperature is 50.11 oC. However,<br /> An Giang province<br /> in cloudy condition, the water content in dried catfishes remained is at 54.5% after<br /> Từ khóa:<br /> 16 hours of drying by solar dryer, the average drying chamber temperature was<br /> An Giang, đối lưu cưỡng bức,khô only 35.62 oC. The study showed that dried catfish fillets could reach the lowest<br /> cá Tra phồng, quá trình sấy, thiết moisture contain after 16 hours and highest quality if they were dried in solar<br /> bị sấy NLMT<br /> dryers at air velocity of 0.5 m/s under sunny condition. The moister contain in<br /> dried catfish fillets would increase and the quality would decrease with the<br /> Keywords:<br /> An Giang, forced convection,<br /> increase of air velocity at 1m/s, 1,5m/s and 2m/s. In comparison of drying<br /> dried catfish fillets, drying<br /> methods, the quality of catfished fillets dried by the solar dryers is absolutely<br /> process, solar dryers<br /> better than those dried by direct sunlight. The peroxide concentration in the<br /> former samples were two times lower than the later samples. The productivity of<br /> the solar dryers was about 233.8 W.<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Đề tài nghiên cứu lắp đặt thiết bị sấy năng lượng mặt trời (NLMT) dùng sấy khô<br /> cá tra phồng tại tỉnh khu vực tỉnh An Giang. Kết quả cho thấy trong điều kiện sấy<br /> không tải, nhiệt độ buồng sấy của thiết bị sấy NLMT nằm trong khoảng từ 40 oC<br /> đến 46,5 oC với tốc độ thổi gió là 2 m/s. Nhiệt độ của thiết bị cao hơn nhiệt độ môi<br /> trường cùng thời điểm từ 6 oC – 12 oC. Thiết bị sấy NLMT có thể sấy khô cá tra<br /> phồng một cách hiệu quả dưới điều kiện nắng tốt. Lượng nước khô thành phẩm<br /> dưới 35% ẩm sau 16 giờ sấy ở tốc độ gió 0,5 m/s. Nhiệt độ trung bình buồng sấy ở<br /> điều kiện sấy này là 51,11 oC. Tuy nhiên, trong điều kiện mây nhiều, độ ẩm cá khô<br /> sau khi sấy 16 giờ vẫn còn khá cao (54,5%), nhiệt độ trung bình của buồng sấy chỉ<br /> đạt 35,62 oC. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng khô cá Tra thành phẩm có thể đạt tới<br /> độ ẩm thấp nhất sau 16 giờ sấy và đạt chất lượng cao nhất khi cá được sấy ở tốc<br /> độ gió 0,5 m/s. Độ ẩm của cá thành phẩm sẽ cao và chất lượng cá thành phẩm sẽ<br /> giảm nếu tốc độ gió sấy tăng dần lần lượt từ 1 m/s, 1,5 m/s và 2 m/s. Khi so sánh<br /> giữa các phương pháp làm khô, chất lượng sản phẩm được sấy bằng máy sấy<br /> <br /> 52<br /> <br /> Journal of Science – 2015, Vol.7 (3), 52 – 65<br /> <br /> Part C: Agricultural Sciences, Fisheries and Biotechnology<br /> <br /> NLMT cao hơn rõ rệt khi so với phương pháp phơi khô trực tiếp dưới ánh nắng<br /> mặt trời. Lượng peroxide trong mẫu cá phơi khô cao gấp 2 lần lượng peroxide<br /> trong mẫu cá sấy bằng máy sấy NLMT. Công suất của máy sấy NLMT là khoảng<br /> 233,8 W.<br /> <br /> 1.<br /> <br /> Mujumdar (1987) và Mahapatra & Imre (1997)<br /> cho rằng phương pháp phơi khô thực phẩm dưới<br /> ánh sáng trực tiếp tồn tại một số nhược điểm như:<br /> Cần nhiều nhân lực và diện tích, sản phẩm bị hao<br /> hụt do chim, động vật và côn trùng tấn công. Sản<br /> phẩm chịu tác động bất lợi của tia tử ngoại, nhiễm<br /> tạp chất từ gió, bụi của môi trường xung quanh,<br /> độ ẩm không đồng đều. Sản phẩm khó bảo quản<br /> do côn trùng và trứng côn trùng dễ xâm nhập. Gần<br /> như không điều khiển được quá trình làm khô như<br /> nhiệt độ phơi, độ ẩm không khí sấy, tốc độ gió.<br /> <br /> GIỚI THIỆU<br /> <br /> 1.1. Tiềm năng và các ứng dụng năng lượng<br /> mặt trời trong sản xuất<br /> Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về sử dụng<br /> năng lượng mặt trời (NLMT) do nằm ở khu vực<br /> cường độ bức xạ khá cao, với tổng bức xạ lên đến<br /> 100-175 kcal/cm2.năm (Hoàng Dương Hùng,<br /> 2006). Tỉnh An Giang có vị trí vào giữa 10-11o vĩ<br /> Bắc, là một trong những tỉnh có số giờ nắng trong<br /> năm rất dài từ 7-10 giờ/ngày, tổng số giờ nắng<br /> trung bình lên tới 2400 giờ/năm (Cổng thông tin<br /> điện tử An Giang, 2008). Theo Nguyen và Pryor<br /> (1997) ghi nhận, tổng năng lượng bức xạ trung<br /> bình được đo ở Châu Đốc (một thành phố của An<br /> Giang) lên tới 17.90 MJ/m2, cao thứ ba cả nước.<br /> Có thể thấy rằng với điều kiện số giờ nắng dài và<br /> cường độ nắng lớn, khu vực An Giang rất có tiềm<br /> năng trong việc phát triển các kỹ thuật ứng dụng<br /> NLMT vào sản xuất.<br /> <br /> 1.2. Nguyên tắc hoạt động và phân loại thiết bị<br /> sấy năng lượng mặt trời<br /> Theo Kalogirou (2009), Sharma, Chen và Vu Lan<br /> (2009), thiết bị sấy NLMT được coi là một giải<br /> pháp hiệu quả thay thế cho quá trình phơi truyền<br /> thống vì những ưu điểm: Chất lượng sản phẩm<br /> được cải thiện do quá trình sấy được kiểm soát tốt<br /> hơn, rút ngắn đáng kể thời gian sấy, giảm chi phí<br /> nhân công và không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư ban<br /> đầu (Mahapatra & Imre, 1997; Mujumdar, 1987).<br /> Quá trình thu nhiệt từ mặt trời của thiết bị sấy<br /> NLMT có thể được giải thích bằng hiệu ứng lồng<br /> kính (Hoàng Dương Hùng, 2006). Đây là hiện<br /> tượng tích lũy năng lượng bức xạ của mặt trời<br /> phía dưới một tấm kính hoặc một lớp khí nào đó<br /> theo nguyên lý “Độ trong đơn sắc của một tấm<br /> kính hay một lớp khí sẽ giảm dần khi bước sóng λ<br /> của ánh sáng tới càng tăng”, Hình 1 minh họa<br /> nguyên tắc thu nhiệt của thiết bị sấy NLMT.<br /> <br /> Về ứng dụng NLMT, nhiều nghiên cứu từ George<br /> và Nathan, Singh và Kumar(2012), Kelly và<br /> Gibson (2011), Kalogirou (2009), Hoàng Dương<br /> Hùng (2006) cho thấy, NLMT đã và đang được<br /> ứng dụng rộng rãi ở rất nhiều nơi. Trong đó ứng<br /> dụng phổ biến nhất và sớm nhất là phơi khô thực<br /> phẩm bằng ánh nắng trực tiếp từ mặt trời. Ngoài<br /> ra NLMT còn được sử dụng cho nhiều mục đích<br /> khác như: nhà máy nhiệt điện NLMT, máy nước<br /> nóng sử dụng NLMT, máy sấy NLMT, bếp nấu<br /> NLMT, thiết bị chưng cất dùng NLMT.<br /> Phương pháp làm khô thực phẩm bằng NLMT dù<br /> rất phổ biến nhưng tồn tại nhiều khuyết điểm.<br /> <br /> Hình 1. Hiệu ứng nhà kính trong bộ thu NLMT<br /> <br /> 53<br /> <br /> Journal of Science – 2015, Vol.7 (3), 52 – 65<br /> <br /> Part C: Agricultural Sciences, Fisheries and Biotechnology<br /> <br /> (Hoàng Dương Hùng, 2006)<br /> <br /> ánh sáng mặt trời vì được đặt trong buồng sấy.<br /> Nếu không khí nóng được dẫn vào buồng nhờ đối<br /> lưu tự nhiên thì gọi là thiết bị sấy NLMT đối lưu<br /> tự nhiên. Nếu không khí nóng được thổi vào thì<br /> gọi là đối lưu cưỡng bức. Với bộ phận quạt thổi<br /> và ống dẫn, máy sấy NLMT dạng đối lưu cưỡng<br /> bức có thể dẫn dòng không khí nóng đến bất kỳ vị<br /> trí nào để phục vụ cho nhiều mục đích. Dòng<br /> không khí cưỡng bức cũng tăng tốc độ khuyếch<br /> tán hơi nước và rút ngắn thời gian sấy (Khattab,<br /> 1996). Cấu tạo của thiết bị sấy NLMT dạng đối<br /> lưu cưỡng bức được thể hiện ở Hình 2<br /> <br /> Sharma (2009) cho rằng, thiết bị sấy NLMT có<br /> thể đượcphân thành hai loại chính là thiết bị sấy<br /> mặt trời trực tiếp và thiết bị sấy NLMT gián tiếp.<br /> Ở thiết bị sấy mặt trời trực tiếp, buồng sấy được<br /> gia tăng nhiệt độ do hiệu ứng nhà kính, sản phẩm<br /> sấy tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Do<br /> vậy thiết bị sấy NLMT dạng này có cấu tạo đơn<br /> giản nhưng có nhược điểm là sản phẩm bị mất<br /> màu hoặc có những biến đổi bất lợi do tiếp xúc<br /> trực tiếp với ánh sáng mặt trời.<br /> Theo Mujumdar (1987), thiết bị sấy NLMT gián<br /> tiếp có 2 bộ phận gồm bộ thu nhiệt và buồng sấy.<br /> Sản phẩm khi sấy sẽ không tiếp xúc trực tiếp với<br /> <br /> Hình 2. Cấu tạo máy sấy NLMT gián tiếp dạng đối lưu cưỡng bức<br /> (Kalogirou & Soteris, 2009)<br /> <br /> Rất nhiều ứng dụng của thiết bị sấy NLMT đối<br /> lưu cưỡng bức dùng sấy nhiều loại nông sản như<br /> chuối, chà là, nho, ớt, đậu, hạt giống, mơ, khóm ở<br /> Ấn Độ, Thái Lan và các nước Châu Phi. Hầu hết<br /> kết quả cho thấy máy sấy NLMT có ưu điểm là<br /> cho sản phẩm có chất lượng sấy tốt, tiết kiệm<br /> nhiên liệu và nhân công, thiết bị cấu tạo đơn giản<br /> dễ sử dụng. Ở Việt Nam cũng đã có một số<br /> nghiên cứu ứng dụng máy sấy NLMT để sấy nông<br /> <br /> sản như dùng để sấy cà phê (Võ Đăng Phong,<br /> 2011) hay sấy lúa (Thúy Hằng, 2013). Ngoài ra<br /> Nguyễn Thị Hồng Nhung (2011) cũng có nghiên<br /> cứu rất đáng chú ý về phương pháp trữ nhiệt trong<br /> thiết bị sấy NLMT. Tuy nhiên chưa thấy có<br /> nghiên cứu về sử dụng thiết bị sấy NLMT sấy khô<br /> các sản phẩm động vật hay thủy sản được công<br /> bố.<br /> 54<br /> <br /> Journal of Science – 2015, Vol.7 (3), 52 – 65<br /> <br /> Part C: Agricultural Sciences, Fisheries and Biotechnology<br /> <br /> sông Cửu Long (ĐBSCL) (So, Maes, &<br /> Volckaert, 2006). Thành phần hóa học cơ bản của<br /> cá tra được thể hiện ở Bảng 1 và 2<br /> <br /> 1.3. Giới thiệu về khô cá tra phồng<br /> Cá tra có tên tiếng Anh là Shutchi catfish và tên<br /> khoa học là Pangasius hypophthalmus là loại cá<br /> da trơn được nuôi phổ biến ở khu vực Đồng bằng<br /> Bảng 1. Thành phần hóa học cá tra theo trọng lượng cá<br /> <br /> Các thành phần hoá học (%)<br /> Số thứ tự<br /> <br /> Trọng lượng cá (g)<br /> Protein<br /> <br /> Lipid<br /> <br /> Tro<br /> <br /> Nước<br /> <br /> 1<br /> <br /> 500 – 1000<br /> <br /> 15,97<br /> <br /> 8,34<br /> <br /> 1,52<br /> <br /> 73,10<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1000 – 1500<br /> <br /> 15,96<br /> <br /> 9,58<br /> <br /> 1,40<br /> <br /> 72,13<br /> <br /> 3<br /> <br /> 1500 – 2000<br /> <br /> 16,00<br /> <br /> 10,51<br /> <br /> 1,33<br /> <br /> 71,60<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2000 – 2500<br /> <br /> 15,97<br /> <br /> 11,04<br /> <br /> 1,25<br /> <br /> 71,27<br /> <br /> 5<br /> <br /> 2500 – 3000<br /> <br /> 16,00<br /> <br /> 11,11<br /> <br /> 1,22<br /> <br /> 71,05<br /> <br /> 6<br /> <br /> 3000 – 3500<br /> <br /> 15,95<br /> <br /> 11,22<br /> <br /> 1,21<br /> <br /> 70,80<br /> (Nguyễn Duy Tân, 2009)<br /> <br /> Khô cá tra phồng là một trong những đặc sản<br /> truyền thống của tỉnh An Giang.Cá sau khi chế<br /> biến được tiến hành làm khô đến 35 - 45%. Cá có<br /> thể được làm khô bằng phơi nắng trực tiếp trên<br /> giàn phơi khoảng 3 nắng (Lê Đức Minh, 2006)<br /> hoặc sấy khô. Nguyên liệu cá tra đặc điểm là có<br /> khá nhiều chất béo 9 – 11%. Do vậy khi tiến hành<br /> sấy khô cá tra cần sấy ở nhiệt độ tương đối thấp.<br /> Độ ẩm sấy tốt nhất cần đạt 35 - 45% và nhiệt độ<br /> sấy 50 oC thì cho chất lượng tốt nhất. Nếu sấy<br /> nhiệt độ cao hơn 60 oC sẽ làm cá sậm màu và<br /> tươm dầu nhiều (Nguyễn Duy Tân, 2009).<br /> <br /> Sự phá hoại của côn trùng: côn trùng là một trong<br /> những nguyên nhân gây hư hỏng rất lớn đối với<br /> cá khô. Cá dễ bị ruồi tấn công trong quá trình phơi<br /> khô, chúng đẻ trứng vào trong cá và ấu trùng sẽ<br /> phát triển và làm hỏng sản phẩm nếu chúng chưa<br /> được tiêu diệt trong các công đoạn làm khô<br /> (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990).<br /> Sự hút ẩm: khi độ ẩm của không khí cao cá khô sẽ<br /> hút ẩm. Mức độ hút ẩm phụ thuộc vào độ ẩm của<br /> không khí. Khi áp suất hơi nước bão hòa trên bề<br /> mặt cá khô nhỏ hơn áp suất riêng phần của hơi<br /> nước trong không khí thì sản phẩm sẽ hút ẩm. Sản<br /> phẩm khô sau khi hút ẩm dễ thối rữa, biến chất<br /> (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990).<br /> <br /> 1.4. Các biến đổi bất lợi diễn ra trong quá<br /> trình làm khô sản phẩm cá<br /> Trong quá trình phơi sấy, sản phẩm khô có thể có<br /> những biến đổi bất lợi sau: Sự oxi hóa thành phần<br /> béo. Thành phần béo của thủy sản có nhiều acid<br /> béo không bão hòa cao độ khi tiếp xúc với không<br /> khí sẽ dễ bị oxi hóa. Quá trình oxi hóa thường xảy<br /> ra tự động và liên tục, làm màu sắc chất béo từ<br /> vàng nhạt chuyển sang nâu sẫm và có mùi xấu.<br /> Các nhân tố làm cho sản phẩm bị oxi hóa: oxi<br /> không khí, ánh sáng, nhiệt độ, lượng nước, acid<br /> béo tự do, muối kim loại,… (Phan Thị Thanh<br /> Quế, 2005)<br /> <br /> Với tính chất đặc thù là lượng béo cao và dễ ôi<br /> hóa, quá trình và phương pháp làm khô cá tra<br /> phồng có vai trò rất lớn quyết định chất lượng của<br /> sản phẩm. Tuy nhiên hiện nay chưa thấy có<br /> nghiên cứu ứng dụng phương pháp sấy NLMT<br /> sấy khô cá tra phồng được công bố. Do vậy nhóm<br /> tác giả tiến hành thực hiện dự án này với mong<br /> muốn đẩy mạnh các nghiên cứu về ứng dụng<br /> NLMT vào sấy khô thực phẩm.<br /> <br /> 55<br /> <br /> Journal of Science – 2015, Vol.7 (3), 52 – 65<br /> <br /> Part C: Agricultural Sciences, Fisheries and Biotechnology<br /> <br /> 1 tới tháng 5. Các số liệu phân tích và đo đạc<br /> được lặp lại 3 lần, kết quả được tiến hành thống<br /> kê bằng chương trình Statgraphic 12.0 plus.<br /> <br /> PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN<br /> NGHIÊN CỨU<br /> Thí nghiệm được tiến hành tại khu vực Thành phố<br /> Long Xuyên tỉnh An Giang, trong thời điểm tháng<br /> 2.<br /> <br /> Cửa<br /> thoát khí<br /> Buồng<br /> sấy<br /> <br /> Móc treo cá<br /> <br /> Cửa đo<br /> <br /> Bộ thu<br /> Tấm thu<br /> <br /> Quạt<br /> Hình 3. Sơ đồ cấu tạo mặt cắt dọc thiết bị sấy năng lượng mặt trời<br /> <br /> Thiết bị sấy NLMT được thiết kế như mô tả ở<br /> Hình 3. Bộ thu của máy được đặt tại khu vực có<br /> nhận ánh sáng trực tiếp, độ nghiêng của tấm thu<br /> NLMT từ 20o - 25o và nằm trên trục Bắc Nam<br /> (Hình 4). Mỗi mẻ cá nghiên cứu có khối lượng 5<br /> kg. Các thông số cơ bản của máy đo đạc bao gồm:<br /> độ ẩm trung bình của không khí, nhiệt độ trung<br /> bình bộ thu NLMT. Nhiệt độ trung bình của<br /> không khí sấy sau khi qua bộ hấp thu và nhiệt độ<br /> trung bình của buồng sấy. Nhiệt độ, độ ẩm được<br /> ghi nhận bằng thiết bị đo chỉ số môi trường CEM<br /> DT-8820. Các số liệu được thu thập mỗi 15 phút<br /> vận hành.<br /> <br /> quản ở nhiệt độ -2 oC trong thời gian không quá 5<br /> ngày trong bao bì PA hút chân không. Sau khoảng<br /> 8 giờ sấy (1 ngày nắng) khô cá được bao bằng bao<br /> PA hàn kín và để qua đêm ở nhiệt độ phòng cho<br /> đến khi được tiếp tục sấy vào ngày hôm sau.<br /> Các chỉ tiêu phân tích khô cá tra phồng bao gồm<br /> phân tích ẩm, chỉ số NH3, chỉ số peoxide và hàm<br /> <br /> Mẫu cá tra phồng bán thành phẩm được mua tại<br /> một cơ sở cố định trong suốt thời gian thí nghiệm.<br /> Khô cá tra bán thành phẩm là khô đã hoàn thành<br /> quá trình ngâm ươn và ngấm muối và có thể tiến<br /> hành làm khô. Mẫu cá bán thành phẩm được giữ<br /> lạnh ở nhiệt độ (2 - 8 oC) để vận chuyển và tiến<br /> hành phân tích và thí nghiệm ngay trong ngày sau<br /> khi mua. Mẫu khô cá sau khi sấy khô được bảo<br /> <br /> Hình 4. Thiết bị sấy NLMT<br /> <br /> lượng đạm tổng số và cảm quan. Cảm quan theo<br /> thang điểm Hedonic 5 bậc. Chỉ số NH3 được phân<br /> 56<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2