1

Chương 1

Giới thiệu chung

1.1. Giới thiệu chung về tôm

- Tôm là một trong những loài thủy sản được sử dụng rộng rãi trong bữa ăn hàng ngày

của người Việt Nam. Tôm là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao, chứa nhiều

chất đạm, các vitamin và nguyên tố vi lượng. Tôm được tôn vinh là vua của các loại hải

sản bởi giá trị dinh dưỡng cao. Thịt tôm chắc, dai, ngọt ăn một lần không thể nào

quên. Nếu là tôm hùm thì sự tinh túy nhất không phải bởi hai càng vươn cao ngạo nghễ

mà là gạch son đóng nơi đầu tôm và chạy thành dải vàng dọc sống lưng. Gạch tôm hùm

béo, thơm, nhiều đạm.

- Tôm không những là một nguồn cung cấp rất tốt về chất đạm (protein) mà lại còn chứa

ít chất béo và ít Calo nên là một thực phẩm rất lành mạnh. Mặc dầu tôm có một hàm

lượng cao về cholesterol, nhưng lại chứa ít chất béo bão hoà tức là loại chất béo làm

tăng mức cholesterol trong cơ thể và không tốt cho sức khoẻ. Tôm chứa nhiều các acid

béo Omega – 3, nhưng vác acid béo này tốt cho sức khoẻ và giúp phòng ngừa bệnh tim,

bệnh về mạch máu và nhiểu căn bệnh khác. Tôm cũng còn có hàm lượng cao về vitamin

B12, kẽm, iốt, photpho, sắt và một hàm lượng nhỏ về canxi, magie . Trong các vitamin

này, có nhiều chất thiết yếu cho da, xương và răng.

- Môi trường sống của tôm cũng rất đa dạng: ao, hồ, sông, biển...Tùy thuộc vào món ăn

cần chế biến và điều kiện kinh tế mà người tiêu dùng có thể lựa chọn những loại tôm

thích hợp mà vẫn có giá trị dinh dưỡng cao.

1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tôm hiện nay

1.1.1.1. Tình hình sản xuất tôm hiện nay

- Tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, diện tích thả nuôi tôm là 106.371,4ha, trong

đó tôm sú là 103.205,7ha, tôm chân trắng là 3.165,7ha. Sản lượng thu hoạch là

6.569,6tấn, trong đó 3.165,7tấn tôm sú; 2.951,4tấn tôm chân trắng.

- Tại Kiên Giang, trong tháng 2, diện tích thả nuôi tôm được 38.294/90.000ha, đạt

42,55% kế hoạch. Trong đó: diện tích nuôi tôm công nghiệp – bán công nghiệp là 301ha;

nuôi quảng canh cải tiến 11.695ha và nuôi tôm lúa 26.298ha. Sản lượng thu hoạch ước

đạt 1.500tấn, lũy kế 02 tháng 3.160tấn, trong đó có 1.475tấn tôm thẻ chân trắng, đạt 5,35

% kế hoạch, tăng 3,7% so cùng kỳ.

- Tại Binh Định, vào thời điểm tháng 2, các hộ nuôi tôm đang nạo vét và khử trùng lòng

hồ chuẩn bị thả giống vụ 1 năm 2015. Các cơ sở sản xuất con giống trên địa bàn đang

vào giai đoạn sản xuất chính vụ để cung cấp cho thị trường. Trong hai tháng đầu năm,

sản lượng giống thủy sản sản xuất ước tính đạt 658,9 triệu con, tăng 3,2% so với cùng

kỳ. Trong đó, tôm bột đạt 658,5 triệu con, tăng 3,2%.

1.1.1.2. Tình hình tiêu thụ tôm hiện nay

- Theo Hiệp hội xuất khẩu và chế biến thủy sản Việt Nam, EU là một trong ba thị trường

tiêu thụ thủy sản lớn nhất của Việt Nam. Xuất khẩu thủy sản sang khu vực này chiếm

gần 18% tổng giá trị xuất khẩu thủy sản của cả nước. Trong đó, tôm là mặt hàng có giá

trị xuất khẩu lớn nhất. Đối với tôm, EU là thị trường tiêu thụ lớn thứ ba sau Mỹ và Nhật

Bản. Theo thống kê của Trung tâm thương mại thế giới (ITC), Nhập khẩu tôm vào EU

2

2 tháng đầu năm 2014 tăng 19,8% so với cùng kỳ năm 2013. Trong đó, nhập khẩu vào

các thị trường chính đều tăng mạnh như vào Pháp tăng 25,5%, vào Tây Ban Nha tăng

45,8%, vào Bỉ và Hà Lan tăng tương ứng 41,5% và 48,3%.

- Việt Nam hiện là nhà cung cấp tôm lớn thứ ba sau Ấn Độ và Ecuador. Nhập khẩu tôm

Việt Nam vào EU hai tháng đầu năm 2014 cũng cho thấy mức tăng trưởng khả quan với

49,1% so với cùng kỳ năm 2013. Không chỉ có Việt Nam, Ấn Độ, Ecuador và Indonesia

cũng có những “bước tiến lớn” trên thị trường tôm trong hai tháng đầu năm nay. Nhập

khẩu tôm từ Thái Lan, một trong những nguồn cung lớn nhất, giảm tới 50,2% đã tạo

thêm cơ hội cho các nước cung cấp khác trong đó có Việt Nam. Năm 2014, thuế nhập

khẩu tôm chế biến của Thái Lan vào EU đã tăng từ 7% lên 20%. Năm 2015, mức thuế

áp cho tôm nguyên liệu Thái Lan nhập khẩu vào EU sẽ tăng từ 4,2% lên 12%.

- Sản lượng tôm chân trắng tăng mạnh cùng với thế mạnh về tôm sú, Việt Nam hoàn

toàn có thể tận dụng cơ hội này để mở rộng hơn nữa thị trường tôm EU trong năm nay

và năm tới. Đặc biệt là trong tình hình thị trường hiện nay khi Nhật Bản vướng rào cản

kháng sinh Oxytetracycline và Mỹ có thể tăng thuế chống bán phá giá tôm Việt Nam.

1.1.2. Phân loại tôm

1.1.2.1. Tôm sú

- Tôm sú (Penaeus monodon) là một trong những đối tượng nuôi biển có giá trị kinh tế

cao và được nuôi phổ biến ở hơn 22 quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam, nghề nuôi tôm

sú phát triển mạnh mẽ từ Bắc tới Nam, với trên 600.000ha diện tích nuôi, sản lượng tôm

sú mỗi năm đạt trên 300.000tấn.

- Nhưng hiện nay, nghề nuôi tôm sú đang đối mặt với nhiều thách thức và có xu hướng

giảm dần. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là không chủ động được tôm bố mẹ

do khai thác từ tự nhiên và các loại dịch bệnh tràn lan gây chết tôm hàng loạt.

1.1.2.2. Tôm thẻ chân trắng

- Tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) xuất hiện lần đầu tiên ở bang Florida, Mỹ vào

năm 1973. Sau đó, được các nhà khoa học đưa vào nuôi thử nghiệm cách ly để phục vụ

công tác nghiên cứu. Trên thế giới, tôm thẻ chân trắng được nuôi nhiều ở các nước Nam

Mỹ và Nam Trung Mỹ. Từ những thập niên 1980, ở châu Á, tôm thẻ chân trắng đã được

thử nghiệm và nuôi thành công ở Trung Quốc, Đài Loan, nhưng mãi cho đến năm 1996

mới thực sự đưa vào nuôi trồng sản xuất đại trà. Tôm thẻ chân trắng chính thức di nhập

vào Việt Nam từ năm 2001. Từ đó đến nay, nghề nuôi tôm thẻ tại Việt Nam phát triển

mạnh mẽ và chiếm lĩnh một phần không nhỏ thị trường xuất khẩu.

- Tôm thẻ chân trắng không cần thức ăn có lượng protein cao như tôm sú và lớn rất

nhanh trong giai đoạn đầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3g với mật độ 100con/m2 (tại

Hawaii), sau khi đã đạt được 20g tôm bắt đầu lớn chậm lại, khoảng 1g/tuần, tôm cái

thường lớn nhanh hơn tôm đực. Đặc trưng của tôm thẻ chân trắng là khả năng kháng

bệnh khá cao, mức độ kháng chịu tốt với các thay đổi của điều kiện môi trường nuôi,

sinh trưởng nhanh, có thể nuôi với mật độ từ 50 – 80con/m2.

1.1.2.3. Tôm càng xanh

- Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii), còn gọi là tôm lớn nước ngọt hay tôm

Malaysia (theo cách gọi của người Âu – Mỹ), là một loài tôm nước ngọt có nguồn gốc

ở vùng Thái Binh Dương – Ấn Độ Dương và Bắc Australia. Loài này (cũng như các loài

3

khác thuộc chi Macrobrachium) có tầm quan trọng thương mại nhờ các giá trị dinh

dưỡng của nó như là một nguồn thực phẩm có giá trị.

- Trong khi loài này được coi như một loài động vật thân giáp nước ngọt thi giai đoạn

ấu trùng của nó lại phụ thuộc vào độ lợ của nước. Khi nó chuyển qua giai đoạn như là

sinh vật phù du và trưởng thành thì nó lại hoàn toàn sống trong nước ngọt.

- Việc nghiên cứu sản xuất giống tôm càng xanh ở Việt Nam bắt đầu từ những năm

1980, và từ năm 1999 đến nay thì sản xuất giống tôm này phát triển nhanh. Hiện nay,

ngoài tôm khai thác tự nhiên, tôm càng xanh đang là đối tượng nuôi phổ biến ở khắp cả

nước, đặc biệt ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. Các hình thức nuôi tôm càng xanh

chủ yếu là nuôi tôm nhữ, nuôi tôm mương vườn, nuôi đăng quầng, nuôi tôm ruộng, nuôi

tôm ruộng lúa (xen canh và luân canh) và nuôi tôm ao.

1.1.2.4. Tôm hùm

- Tôm hùm (Panulirus.spp) thuộc họ Palinuniade là loài tôm có giá trị kinh tế cao. Ở

Việt Nam, tôm hùm phân bố tự nhiên và được nuôi nhiều ở các tỉnh ven biển miền Trung

như Phú Yên, Binh Định, Khánh Hòa… Mùa khai thác con giống chủ yếu từ tháng 11

năm trước đến tháng 4, 5 năm sau.

- Ở Việt Nam có bảy loài tôm hùm gồm tôm hùm bông, tôm hùm đá, tôm hùm sỏi, tôm

hùm đỏ, tôm hùm ma, tôm hùm sen và tôm hùm bùn. Trong đó, tôm hùm bông có kích

thước lớn nhất, tăng trưởng nhanh nhất và có giá trị cao nhất.

- Tôm hùm là loài ăn tạp, trong tự nhiên và cũng như nuôi thương phẩm. Thức ăn chủ

yếu là cá, giáp xác và nhuyễn thể. Môi trường sống của chúng thường là những nơi nước

sạch, có hang hốc, san hô, chất đáy ở tầng đáy sạch, độ mặn cao (> 30‰) và nhiệt độ

nước luôn ổn định trong khoảng 22 – 32oC. Cũng như những loài tôm khác, tôm hùm

cũng lớn lên nhờ quá trình lột xác. Tuy nhiên, tôm hùm có chu kỳ lột xác dài hơn, do đó

tốc độ tăng trưởng cũng chậm hơn. Tôm hùm nuôi trong lồng sau thời gian từ 18 tháng

trở đi mới đạt giá trị thương phẩm, cỡ 1kg trở lên.

- Mặc dù có hiệu quả kinh tế cao nhưng khó khăn lớn nhất của nghề nuôi tôm hùm là

chưa thể sản xuất giống nhân tạo. Người nuôi hiện nay chỉ dựa vào con giống khai thác

từ tự nhiên. Tuy nhiên, số lượng khai thác được ít, không đáp ứng đủ nhu cầu nuôi. Bên

cạnh đó, dịch bệnh của tôm hùm (bệnh sữa), giá thức ăn tăng cao, thời gian nuôi dài, là

những rủi ro chính trong quá trình nuôi.

1.1.3. Thành phần dinh dưỡng trong tôm

4

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của tôm đồng trong 100g tôm đồng

“Nguồn: Viện dinh dưỡng quốc gia Việt Nam”

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của tôm trong 100g protid

Thành phần dinh dưỡng của tôm trong 100g protid Tôm đồng tươi

Lysin

Methionin

Trytophan

Phenylalanin

Threonin

Valin

Leucin

Isoleucin

Histidin

Arginin

8,5

3,4

1

4,5

4,1

5,1

8,5

5,3

9,4

2,2

“Nguồn: Viện vệ sinh dịch tể Trung Ương và Viện nghiên cứu kỹ thuật ăn mặc Cục

quân y”

Thành phần dinh dưỡng trong 100g Tôm đồng

Năng lượng (kcal) 90

Đạm (g) 18,4

Tro (g) 2,9

Canxi (mg) 1,120

Kali (mg) 316

Sắt (mg) 2,2

Vitamin PP (g) 3,2

Vitamin A (𝜇g) 15

Nước (g) 74,7

Chất béo (g) 1,8

Cholesterol (mg) 200

Photpho (mg) 150

Natri (mg) 418

5

1.2. Giới thiệu chung về phương pháp sấy thăng hoa

1.2.1. Lịch sử hình thành phương pháp sấy thăng hoa

- Sấy thăng hoa (thực phẩm đông khô) là một phương pháp chế biến cao cấp nhất hiện

nay.

- Vào năm 1100 người Incas ở Peru đã lợi dụng vị trí cao (4500m), không khí lạnh và

áp suất thấp của vùng núi Andex ở Nam Mỹ để đông lạnh thịt cũng như một số loại thực

phẩm. Nhờ tác dụng của bức xạ mặt trời và áp suất thấp nên các sản phẩm thực phẩm

sau khi bị đông giá liền sẽ bị đông khô.

- Năm 1906 hai nhà vật lý người Pháp là Bordas và Darsonval đã sáng chế được thiết bị

làm ngưng đá hơi nước bằng tuyết trộn với axeton trong qúa trình sấy.

- Năm 1941, các nhà khoa học khác của Pháp, Mỹ đã tiếp tục hoàn thiện phương pháp

đông khô huyết tương.

- Năm 1942 – 1943 đã có những thiết bị đông khô hoàn chỉnh với công suất lớn cho

công nghiệp dược phẩm. Các nhà nghiên cứu đã phải mất tiếp 15 đến 20 năm tim tòi áp

dụng phương pháp đông khô cho công nghiệp cho các loại thực phẩm.

- Ngày nay, thực phẩm đông khô đã trở thành thực phẩm có quy mô sản xuất công nghiệp

trên thế giới. Người ta sản xuất thực phẩm đông khô để phục vụ cho xuất khẩu vi đó là

sản phẩm chế biến cho ra chất lượng cao nhất. Mặc khác, khi đưa không khí ẩm hoặc đổ

nước vào, sản phẩm đông khô phục hồi nguyên vẹn tính tươi sống, màu sắc và cả hương

vị lúc đầu.

1.2.2. Một số phương pháp sấy

- Sấy là quá trinh tách nước ra khỏi vật liệu nhằm giúp vật liệu tránh được những hư

hỏng trong quá trình bảo quản. Dưới thời đại công nghiệp, sấy được xem là một quá

trình công nghệ được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công, nông nghiệp.

- Việc tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu không chỉ đơn thuần là sấy thông thường

mà là cả một quá trình công nghệ được tính toán một cách tỉ mỉ nhằm đem lại sản phẩm

chất lượng cao khi sấy. Đồng thời phải là một quá trình ít tiêu tốn năng lượng và chi phí

vận hành thấp.

- Tùy từng kiểu vật liệu mà ta có những cách sấy khác nhau, chính vì thế nảy sinh nhiều

kỹ thuật sấy ra đười như: hệ thống sấy phun, hệ thống sấy tiếp xúc, hệ thống sấy tầng

sôi,…

- Bên cạnh các kỹ thuật trên, kỹ thuật sấy thăng hoa là một bước tiến mới trong nền công

nghiệp sấy của nhân loại, nó giúp con người có những cách bảo quản sản phẩm có tính

ưu việt hơn trong chi phí và thời gian bảo quản vật liệu được lâu, bảo tồn được nguyên

vẹn cấu trúc, màu sắc và hình dáng sản phẩm.

- Một yếu tố quan trọng bậc nhất của kỹ thuật sấy thăng hoa là không làm tổn thương

đến các dưỡng chất dễ bị hư hỏng như vitamin, protein, hoạt tính của enzyme, sắc

tố,… Bảo tồn được trạng thái của tế bào vi sinh vật.

6

1.2.3. Định nghĩa

1.2.3.1. Sấy

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy nhằm tránh hư hỏng trong quá trình bảo

quản, tăng độ bền cho sản phẩm, giảm trọng lượng, giảm chi phí chuyên chở và đồng

thời cũng làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.

1.2.3.2. Sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trinh tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng sự thăng hoa của nước. Quá

trinh thăng hoa là quá trinh chuyển trực tiếp ẩm từ thể rắn sang thể hơi. Ở điều kiện bình

thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng, nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang

thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Chính vi vậy nên còn gọi là phương pháp sấy lạnh

đông (Freeze Drying hay Lyophillisation).

- Phương pháp sấy thăng hoa do kĩ sư G.I.Lappa Stajenhexki phát minh 1921, được ứng

dụng đầu tiên ở Nga.

7

Chương 2

Quá trình sấy thăng hoa tôm

2.1. Quá trình sấy thăng hoa tôm

Hình 1: Giản đồ pha của nước

Theo giản đồ pha của nước, tại điểm ba (O) nước tồn tại đồng thời ở ba thể: thể rắn, thể

lỏng và thể khí. Nhiệt độ và áp suất của điểm ba tương ứng bằng: t = 0,0098oC; p =

4,6mmHg.

Trên giản đồ, đường BO biểu diễn ranh giới giữa pha rắn và pha hơi. Tương tự như vậy

đường OA là ranh giới giữa pha rắn và pha lỏng và cuối cùng đường OK là ranh giới

giữa pha lỏng và pha khí. Điểm K gọi là điểm tới hạn, ở đó ẩn nhiệt hóa hơi có thể xem

bằng 0.

Nếu trong vật liệu sấy có trạng thái đóng băng ở điểm F như trên giản đồ, được đốt nóng

đẳng áp đến nhiệt độ tD tương ứng với điểm D thi nước ở thể rắn sẽ thực hiện quá trinh

thăng hoa DE. Cũng như trên giản đồ có thể thấy rằng áp suất càng thấp thi nhiệt độ

thăng hoa của nước càng bé. Do đó, khi cấp nhiệt độ cho vật liệu sấy ở áp suất càng thấp

thi độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và vật liệu sấy càng tăng. Đứng về mặt

truyền nhiệt thi đây là ưu điểm của sấy thăng hoa so với sấy chân không binh thường.

Công nghệ sấy thăng hoa tôm luôn trải qua ba giai đoạn.

- Giai đoạn 1: cấp đông sản phẩm, chuyển ẩm trong tôm từ thể lỏng sang thể rắn.

+ Trong giai đoạn này tôm sú được làm lạnh từ nhiệt độ môi trường khoảng 20oC xuống

đến nhiệt độ – 10 ÷ – 40oC. Đồng thời trong giai đoạn này không gian của binh thăng

hoa được hút chân không và áp suất trong binh giảm xuống. Do áp suất giảm nên phần

áp suất hơi nước trong không gian binh thăng hoa cũng giảm so với phần áp suất hơi

nước trong tôm sú. Điều đó dẫn đến hiện tượng thoát ẩm từ tôm sú vào không gian binh

thăng hoa. Như vậy kết thúc giai đoạn làm lạnh nhiệt độ của tôm sú nhỏ hơn nhiệt độ

điểm ba thể. Áp suất trong binh thăng hoa cũng nhỏ hơn điểm ba thể. Theo số liệu thực

nghiệm có khoảng 10 ÷ 15% toàn bộ ẩm thoát ra khỏi tôm sú trong giai đoạn này.

8

+ Trong giai đoạn này tôm sú được làm lạnh đông rất nhanh để hinh thành các tinh thể

băng nhỏ ít gây hư hại đến cấu trúc của tôm.

- Giai đoạn 2: sấy thăng hoa tôm, chuyển ẩm từ thể rắn sang thể khí, kết thúc giai đoạn

này khi nhiệt độ tại tâm của tôm phải đạt 0oC và ẩm tự do bay hơi hoàn toàn.

+ Trong giai đoạn này, nhờ dòng điện chủ yếu là bức xạ từ các tấm bức xạ, nước trong

tôm bắt đầu thăng hoa mãnh liệt. Độ ẩm của tôm sú từ 75,22 ± 0,55 sẽ giảm rất nhanh

và gần như tuyến tính. Như vậy giai đoạn sấy thăng hoa có thể xem là giai đoạn có tốc

độ sấy không đổi. Phần lớn nhiệt lượng tôm sú nhận được trong giai đoạn này dùng để

biến thành nhiệt ẩn thăng hoa. Do đó, nhiệt độ tôm trong giai đoạn này hầu như không

đổi. Cuối giai đoạn này, nhiệt độ tôm sú mới tăng dần từ – 10 ÷ – 40oC lên 0oC. Và đến

đây quá trinh thăng hoa kết thúc.

+ Ở đây áp suất hơi nước được giữ dưới 4,58mmHg (610,5Pa) và nước ở dạng băng, khi

sản phẩm được cung cấp nhiệt, thi băng rắn sẽ thăng hoa trực tiếp thành hơi mà không

bị tan chảy. Hơi nước tiếp tục được tách ra khỏi tôm bằng cách giữ cho áp suất trong

buồng sấy thăng hoa thấp hơn áp suất hơi nước trên bề mặt băng, đồng thời tách hơi

nước bằng máy bơm chân không và ngưng tụ nó bằng các ống xoắn ruột gà lạnh, các

bản dẹt lạnh hoặc bằng hóa chất. Khi quá trinh sấy tiếp diễn, bề mặt thăng hoa di chuyển

vào bên trong tôm đông lạnh, làm sản phẩm được sấy khô. Nhiệt lượng cần thiết để dịch

chuyển bề mặt thăng hoa (ẩn nhiệt thăng hoa) được truyền đến sản phẩm do sự dẫn nhiệt

hoặc do vi sóng cung cấp. Hơi nước di chuyển ra khỏi sản phẩm qua các kênh và đến

bình ngưng, sau đó thành băng bám trên bề mặt ống. Trong giai đoạn này nhiệt độ tôm

không đổi.

- Nếu không tính quá trinh mất ẩm trong phương pháp để vật tự lạnh đông trong buồng

sấy khi hút chân không thi tôm được sấy trong hai giai đoạn:

+ Trước tiên do quá trinh thăng hoa xuống khoảng 15% độ ẩm và sau đó do bay hơi của

phần nước không đóng băng đến 2% độ ẩm bằng quá trinh nhả ẩm đẳng nhiệt. Quá trinh

nhả ẩm đẳng nhiệt đạt được bằng cách nâng nhiệt độ máy sấy ở các thiết bị sấy chân

không thông thường.

Hình 2: Đường cong sấy

+ Khi hút chân không, áp suất trong buồng sấy giảm xuống, ẩm tự do bay hơi mạnh làm

giảm nhiệt độ của nó xuống đến nhiệt độ đóng băng tB của ẩm (đường A – B). Quá trình

9

đóng băng của ẩm có tỏa nhiệt nên nhiệt độ của tôm tăng lên một chút (B – C). Quá

trinh thăng hoa ẩm diễn ra khác với quá trinh sấy thứ nhất (tốc độ không đổi) trong sấy

đối lưu là nhiệt độ tăng lên một ít theo thời gian sấy (đoạn C – D dốc lên). Điều đó được

giải thích là ở lớp sâu bên trong vật sấy còn có ẩm đang đóng băng.

- Giai đoạn 3: sấy chân không tôm, giai đoạn này chủ yếu làm mất ẩm liên kết hoá lý ở

trong nó, kết thúc giai đoạn này khi xảy ra sự cân bằng nhiệt độ, nhiệt độ tôm đạt tới

nhiệt độ môi trường sấy và nhiệt độ tấm bức xạ, độ ẩm cuối cùng của tôm sấy từ (2 ÷

4)% rất khô.

Sau giai đoạn thăng hoa, do trạng thái nước trong tôm sú nằm trên điểm ba thể nên ẩm

trong tôm trở về dạng lỏng. Vi khi đó áp suất trong binh thăng hoa vẫn được duy tri bé

hơn áp suất khí trời nhờ bơm chân không và vật liệu sấy vẫn tiếp tục được gia nhiệt nên

ẩm vẫn không ngừng biến từ dạng lỏng lên dạng hơi và đi vào không gian binh thăng

hoa. Như vậy giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại chính là quá trinh sấy chân không binh

thường.

Trong sấy thăng hoa mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất là rất quan trọng. Khi áp suất

càng thấp thi nhiệt độ sấy thăng hoa càng giảm, nhưng thực tế rất khó đạt độ chân không

thấp, để lựa chọn một chế độ sấy thích hợp.

Quá trinh dịch chuyển ẩm trong sấy thăng hoa khác với quá trinh dịch chuyển ẩm trong

hệ thống sấy khác làm việc ở áp suất khí quyển. Khi thăng hoa các phân tử nước không

va chạm nhau nhờ đó mà sấy thăng hoa có một ưu điểm lớn là bảo toàn được chất lượng

sinh học của tôm sau sấy.

Bảng 3: Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá

Áp suất Nhiệt độ

mmHg N/m2 oC

4,6 613,333 0,0098

1 133,333 -17,5

0,1 13,333 -39,3

0,001 0,133 -57,6

“Nguồn: Trần Văn Phú – Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, 2002”

2.2. Tốc độ truyền nhiệt trong sấy thăng hoa

Có ba phương pháp truyền nhiệt đến bề mặt thăng hoa.

- Nhiệt truyền xuyên qua các lớp đóng băng.

Tốc độ truyền nhiệt phụ thuộc vào độ dày và độ dẫn nhiệt của lớp băng. Khi quá trinh

sấy xảy ra, chiều dày của lóp băng giảm xuống và tốc độ truyền nhiệt tăng lên. Nhiệt độ

bề mặt của thiết bị cấp nhiệt được giới hạn để tránh làm tan băng.

- Nhiệt truyền qua lớp khô.

Tốc độ truyền nhiệt đến bề mặt thăng hoa phụ thuộc vào chiều dày và diện tích bề mặt

của sản phẩm và bề mặt băng. Khi áp suất buồng sấy không đổi, nhiệt độ của bề mặt

băng duy tri không đổi. Lớp khô của sản phẩm có độ dẫn nhiệt rất thấp (tương tự như

vật liệu cách nhiệt và vi thế gây ra sự cản trở lớn với dòng nhiệt. Khi quá trinh sấy tiếp

10

diễn, lớp này trở nên dày hơn và sự cản trở nhiệt tăng lên. Làm giảm kích thước nguyên

liệu và tăng chênh lệch nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ truyền nhiệt. Tuy nhiên, ở sấy thăng

hoa, nhiệt độ bề mặt bị giới hạn đến 40 – 65oC để tránh sự biến tính protein và các thay

đổi hóa học khác, có thể làm giảm chất lượng của sản phẩm.

- Truyền nhiệt bằng vi sóng.

Nhiệt được tạo trên bề mặt băng và tốc độ truyền nhiệt không bị ảnh hưởng bởi độ dẫn

nhiệt của băng và chất khô hay độ dày của lớp khô. Tuy nhiên, nhiệt vi sóng khó kiểm

soát và có nguy cơ bị tinh trạng quá nóng cục bộ dẫn đến sự tan chảy băng.

2.3. Biến đổi của tôm sấy thăng hoa

Tôm sấy thăng hoa có thời hạn sử dụng lâu trong điều kiện bao gói phù hợ và có thể

được bảo quản ở nhiệt độ phòng. Bởi vi hoạt độ nước trong tôm thấp (dưới 0,3), nên các

enzyme và vi sinh vật gân như bị ức chế hoàn toàn. Tốm sấy thăng hoa cuối cùng giữ

lại 98% chất dinh dưỡng và cân nặng ít hơn nhiều so với trước khi sấy.

Tôm sấy thăng hoa chẳng những giữ được tối đa cá đặc tính về chất lượng (màu sắc,

mùi vị, trạng thái) mà các hợp chất có hoạt tính sinh học (vitamin, enzyme, omage – 3

acid) cũng được bảo vệ một cách tốt nhất. Đồng thời tôm sấy bằng phương pháp này,

lưu lại rất tốt các đặc tính cảm quan và chất lượng dinh dưỡng. Các chất dễ bay hơi nước

sinh ra trong quá trinh thăng hoa mà bị mắc lại trong khung sản phẩm. Kết quả là 80 –

90% mùi được giữ lại.

Kết cấu của tôm tốt, ít bị co nhót và không bị hiện tượng cứng vỏ, cấu trúc xốp cho phép

quá trinh làm ướt trở lại nhanh chống và hoàn toàn, nhưng nó dễ vỡ và cần bảo vệ tránh

bị hư hại cơ học. Chỉ có những thay đổi nhỏ về chất lượng protein, tinh bột và các

hydrocacbon khác. Tuy nhiên cấu trúc xốp của sản phẩm có thể để cho oxy xâm nhập

và gây oxy hóa lipid. Vì vậy, tôm sấy cần được bao gói trong khí trơ.

2.4. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa

2.4.1. So với các phương pháp bảo quản khác

Trong kỹ thuật sấy nhiệt là nguyên nhân gây tổn thất về hương thơm và chất lượng dinh

dưỡng. Tuy nhiên sấy thăng hoa làm giảm hoạt độ của nước mà không dùng nhiệt tác

động lên thực phẩm, kết quả là vẫn giữ được hương thơm và chất lượng sản phẩm tốt

hơn. Trong sấy thăng hoa chi phí cho hệ thống tạo áp suất chân không và làm lạnh rất

lớn. Vấn đề này cùng với vốn đầu tư ban đầu làm cho chi phí sấy thăng hoa và cô đặc

thực phẩm tăng cao. Nên cần xem xét lại chi phí liên quan trong quá trình sấy thăng hoa

và tỷ lệ làm khô. Tuy nhiên người tiêu dùng vẫn sẽ chấp nhận những sản phẩm có giá

thành cao mà chất lượng tốt hơn vẫn giữ được hương vị và cấu trúc của sản phẩm tươi.

Ví dụ: như cà phê, nấm có mũ, thảo mộc và gia vị, nước trái cây, thịt, hải sản, rau và

khẩu phần ăn đủ dinh dưỡng trong quân đội hoặc tiêu dùng hàng ngày.

2.4.1.1. Ưu điểm

- Sản phẩm có chất lượng cao: giữ nguyên màu sắc, cấu trúc, hương vị, giữ gìn hoạt tính

sinh học, không làm mất các vitamin.

- Sản phẩm không bị ô nhiễm, lượng nước tồn lưu rất ít (1 ~ 3%), ít vi khuẩn, bảo quản

dễ, vận chuyển tiện lợi ở nhiệt độ thường.

- Cấu trúc sản phẩm không đổi, dễ nghiền nát, dễ phục hồi nguyên trạng.

11

2.4.1.2. Nhược điểm

- Trang thiết bị đắt, thao tác khó cần có trinh độ kỹ thuật kỹ thuật cao, khó hoạt động ở

nhiệt độ dưới – 600C,cần máy hút chân không phải có hiệu suất cao.

- Khi đóng gói cần phải ghi chú ý hàng dễ vỡ, và có tính hút ẩm rất cao, nên cần phải

đóng gói kín.

- Tiêu thụ điện năng lớn.

12

Chương 3

Kết luận

3.1. Tiềm năng phát triển

- Phương pháp sấy thăng hoa là phương pháp tiên tiến nhất hiện nay có thể khắc phục

rất nhiều sự biến đổi trong bảo quản sản phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn chưa

được tối ưu, đặc biệt là chi phí đầu tư của nó cao nên phạm vi ứng dụng còn hạn chế.

Hệ thống sấy thăng hoa cần phải được tự động hóa hoàn toàn, cải tiến kỹ thuật, rút ngắn

thời gian sản xuất, giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. Phải định hướng sản

xuất ở quy mô công nghiệp. Tìm thị trường cho sản phẩm và xây dựng thương hiệu

quảng bá thông tin. Hiện nay phương pháp sấy thăng hoa chỉ mới ứng dụng thực tế đối

với cà phê hòa tan, mật ong, một số sản phẩm khác còn đối với sản phẩm của ngành

thủy sản thì không nhiều.

- Cần nghiên cứu và áp dụng phương pháp này vào các sản phẩm thủy sản để mang lại

giá trị kinh tế cao và chất lượng. Cần có một chính sách và sự định hướng nghiên cứu

kỹ hơn để áp dụng phương pháp này trong tương lai.

3.2. Ứng dụng của phương pháp trong một số sản phẩm khác

Hiện nay, sấy thăng hoa được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, công

nghiêp dược, công nghiệp hóa học và một số ngành khác…Sấy thăng hoa, nhất là

phương pháp sấy nhanh (AFD: Accelerated Freeze Drying) được áp dụng rộng rãi ở Mỹ

để sấy các loại nguyên liệu đắt tiền như thịt gia súc, gia cầm,...Ngoài ra nó còn được sử

dụng để sấy các sản phẩm khác như: cà phê, gia vị, trong dược phẩm,...

3.2.1. Dược phẩm và công nghệ sinh học

Các công ty dược phẩm thường sử dụng sấy thăng hoa để tăng thời gian bảo quản và

chất lượng của sản phẩm như vacxin và các loại thuốc khác.

3.2.1.1. Các loại vắc xin

Do giữ được các tính chất tươi sống, các hoạt tính sinh học, đặc hiệu,…nên kỹ thuật sấy

thăng hoa được sử dụng để sản xuất các loại vắc xin đông khô cho người và gia súc.

Hiện nay ở nước ta người ta đã sử dụng rất phổ biến kỹ thuật này như ở Viện vệ sinh và

dịch tể Hà Nội, Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, Viện sản xuất sinh vật phẩm Đà

Lạt – Nha Trang,…

3.2.1.2. Huyết tương

Huyết tương sấy thăng hoa là sản phẩm được sản xuất từ máu tươi, là một trong những

vật phẩm rất quý báu, dùng để điều trị cấp cứu. Trong quá trình sản xuất huyết tương

khô người ta làm lạnh và sấy thăng hoa để đạt được huyết tương có độ ẩm 1%.

3.2.2. Công nghệ thực phẩm

3.2.2.1. Trái cây

Thực tế bất kỳ loại trái cây nào cũng có thể sấy thăng hoa như dâu, lê, mâm sôi, quả việt

quất, cam, chanh, táo, nho, kiwi, ổi, đu đủ, chuối và nho. Trái cây nhập ngoại và ít được

biết ở vùng nhiệt đới có thể chế biến để dùng sẵn, cung cấp nguồn nguyên liệu cho địa

phương. Trái cây sấy thăng hoa có thể chế biến thành các hình dạng khác nhau như: lát

mỏng, hạt lựu và dạng bột.

13

3.2.2.2. Ứng dụng của trái cây sấy thăng hoa trong công nghệ sản xuất mứt

- Trong sấy thăng hoa, ẩm được thăng hoa trực tiếp từ trạng thái rắn sang hơi, vi vậy sản

xuất ra một sản phẩm với ẩm độ có thể kiểm soát được, không cần qua chế biến hoặc

làm lạnh, mà vẫn giữ được hương vị, màu sắc. Sấy thăng hoa là công đoạn khá đặc biệt

trong ngành thực phẩm. Có nhiều người biết bản chất tự nhiên của sấy thăng hoa và một

số người quen với việc lựa chọn thực phẩm sấy thăng hoa. Tuy nhiên, hầu hết mọi người

không quen với phương pháp sấy thăng hoa này. Độ ẩm trong thực phẩm ở trạng thái

lỏng, và khi sấy chuyển sang trạng thái hơi. Nếu lấy đá, trạng thái rắn của nước, đặt ở

nơi có áp suất chân không cực kỳ thấp và tăng nhiệt nhẹ để kích thích quá trinh, lượng

ẩm từ trạng thái rắn sẽ thăng hoa trực tiếp thành trạng thái hơi và bỏ qua giai đoạn

chuyển thành lỏng. Thuật ngữ cho quá trình trên gọi là quá trình sấy thăng hoa. Khi

nước thăng hoa từ thực phẩm ra ngoài, cấu trúc tế bào không bị co lại, vẫn giữ được lỗ

xốp. Vì thế thực phẩm được hồi phục lại nhanh chóng, khi thêm nước. Không có mặt

hàng thực phẩm đơn lẻ hay thành phần của chúng là câu trả lời cho tất cả mọi vấn đề do

chuyên gia bánh kẹo đưa ra nhằm phát triển mặt hàng mới. Nhưng trái cây sấy thăng

hoa là một giải pháp. Loại trái cây này có nhiều ưu điểm và cần tìm thấy những ứng

dụng chuyên biệt cho chúng. Nói chung vì chi phí và bản chất tự nhiên trong thành phần,

trái cây sấy thăng hoa đang được sử dụng phổ biến trong trung tâm sản suất kem, kẹo

mềm, kẹo hỗn hợp socola. Chúng phù hợp với lời quảng cáo tuyệt vời, vì chúng không

làm tăng độ ẩm và vẫn giữ được hương vị và màu sắc tự nhiên. Các chuyên gia phải tìm

ra công thức riêng cho chính họ nhưng điểm khởi đầu sẽ sử dụng bột trái cây sấy thăng

hoa trong khoảng 3 – 5%.

- Khi một người sử dụng sản phẩm sấy thăng hoa thi hương vị chưa thể biểu hiện đến

khi chúng được nhai trong miệng và được nước bọt chuyển hóa. Độ ẩm là yếu tố cần

thiết để kích thích vị giác cho phép chúng ta nhận biết được hương vị. Tương tự bổ sung

trái cây sấy thăng hoa vào kẹo có chứa hàm ẩm cực kỳ thấp có thể không có lợi. Ví dụ:

kẹo cứng nói chung có giá thấp. Chỉ có thể sử dụng bột trái cây sấy thăng hoa kết hợp

với chất tạo áo tạo thành hệ đồng nhất về màu và mùi vị. Tuy nhiên độ ẩm không đáng

kể trong hỗn hợp chất tạo áo và cũng cần thiết có trong thành phần để tạo hương khi

nhai. Yogurt và trái cây là sự kết hợp tự nhiên, chỉ có vấn đề thời gian đến khi mọi người

chấp nhận sử dụng hương này trong sản phẩm kẹo. Yogurt sấy thăng hoa cũng sẵn có

để dùng.

14

Tài liệu tham khảo

1. Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật Sấy, NXB Khoa Học – Kỹ Thuật, 1999.

2. Lê Văn Việt Mẫn, Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm, NXB Đại học Quốc Gia thành

phố Hồ Chí Minh, 2009.

3. Nguyễn Văn May, Giáo trình Kỹ thuật Sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa học –

Kỹ thuật, 2007.

4. Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống Sấy, NXB Giáo dục, 2002.

5. Nhóm sinh viên – Đại học công nghệ kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh. Tháng

12/2010. “Sấy thăng hoa”. Truy cập từ http://www.doko.vn/luan-van/tieu-luan-phuong-

phap-say-thang-hoa-364327 (ngày truy cập 26/10/2015).

6. Trần Đức Ba, Nguyễn Tấn Dũng, Trần Ngọc Hào. Năm 2005. Hội nghị khoa học và

Công nghệ lần 9 – Nghiên cứu công nghệ sấy thăng hoa. Truy cập từ

http://doc.edu.vn/tai-lieu/nghien-cuu-cong-nghe-say-thang-hoa-52174/ (ngày truy cập

22/10/2015).

7. Vô danh. Không ngày tháng. Đề tài quá trình sấy thăng hoa. Truy cập từ

http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-qua-trinh-say-thang-hoa-52991/ (ngày truy cập

22/10/2015).