i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nêu trong luận văn là hoàn toàn mới và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào.

Tác giả luận văn


Nguyễn Trọng Trung













ii
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:
1. Thầy hướng dẫn: PGS.TS Trang Sĩ Trung và TS Trần Đại Tiến đã trực tiếp

và tận tình hướng dẫn khoa học để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
2. Quý thầy cô đã dày công dạy dỗ tôi trong suốt thời gian học Cao học.
3. Toàn thể thầy, cô Viện công nghệ sinh học & môi trường, Bộ môn hóa sinh -
vi sinh - Khoa công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
4. Ban Giám Hiệu và quý Thầy, Cô Trường Cao đẳng Nông nghiệp Nam Bộ,
Tân Mỹ Chánh, Thành phố Mỹ Tho, Tỉnh Tiền Giang đã tạo điều kiện cho tôi
hoàn thành khóa học này.
5. Ba mẹ, chị em và vợ tôi đã luôn động viên và ủng hộ tôi trong suốt khóa học
này.












iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan về phế liệu tôm 3
1.1.1 Giới thiệu chung về phế liệu tôm 3
1.1.2 Thành phần hóa học và tính chất phế liệu tôm 3
1.1.3 Sản lượng phế liệu tôm 4
1.2 Chitin: Tính chất và ứng dụng 5
1.2.1 Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên 5
1.2.2 Cấu trúc hóa học của chitin 5
1.2.3 Tính chất của chitin 6
1.2.4 Ứng dụng của chitin 7
1.3 Tổng quan về quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm 8
1.4 Tổng quan hiện trạng của quá trình làm khô chitin bằng phương pháp phơi trên
nền xi măng 11
1.5 Quá trình sấy và các phương pháp sấy 12
1.5.1 Quá trình sấy 12
1.5.2 Các phương pháp sấy 14
1.6 Nguồn năng lượng bức xạ mặt trời 15
1.6.1 Khái niệm về nguồn năng lượng mặt trời và cường độ bức xạ mặt trời 15
1.6.2 Sự biến đổi bức xạ mặt trời trong khí quyển và trên mặt đất 16
1.6.3 Phân bố bức xạ mặt trời 17
1.6.4 Tổng cường độ bức xạ mặt trời lên bề mặt trái đất 18
1.6.5 Bức xạ mặt trời truyền qua kính 19
1.6.6 Nguồn năng lượng mặt trời ở Việt Nam 19
iv
1.6.7 Ứng dụng năng lượng mặt trời 20
1.6.8 Tính ưu việt của thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời 20
1.6.9 Một số mô hình thiết bị sấy khô thực phẩm bằng năng lượng mặt trời 21
1.7 Sấy chitin, nông thủy sản bằng năng lượng mặt trời trong và ngoài nước 22
CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 25
2.2 Phương pháp nghiên cứu 27
2.2.1 Bố trí thí nghiệm tổng quát 27
2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
chitin 29
a. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tốc độ gió đến quá trình sấy chitin 29
b. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của mật độ chitin trên đơn vị diện tích
khay sấy đến quá trình sấy chitin 30
c. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khoảng cách thời gian giữa các lần
đảo trộn đến quá trình sấy chitin 32
2.2.3 So sánh chất lượng chitin sấy bằng mô hình sấy thích hợp với phơi
nắng trên nền xi măng 33
2.2.4 Phương pháp phân tích 33
2.3 Tính toán thiết kế thiết bị sấy 500 kg nguyên liệu/mẻ 35
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36
3.1 Thành phần hóa học của chitin đem sấy 36
3.2 Nghiên cứu sấy chitin bằng mô hình sấy đối lưu không khí cưỡng bức 1 (Mô
hình 1) 36
3.2.1 Ảnh hưởng của tốc độ gió đến quá trình sấy chitin 36
3.2.2 Ảnh hưởng của mật độ chitin trên đơn vị diện tích khay sấy đến quá
trình sấy chitin 41
3.2.3 Ảnh hưởng của khoảng cách thời gian đảo trộn đến quá trình sấy chitin 47
3.3 Nghiên cứu sấy chitin bằng mô hình sấy đối lưu không khí cưỡng bức 2

(Mô hình 2) 52
3.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ gió đến quá trình sấy chitin 52
3.3.2 Ảnh hưởng của mật độ chitin trên đơn vị diện tích khay sấy đến quá
trình sấy chitin 56
v
3.3.3 Ảnh hưởng của khoảng cách thời gian đảo trộn đến quá trình sấy chitin 62

3.4 Nghiên cứu sấy chitin bằng mô hình sấy đối lưu không khí tự nhiên (Mô hình 3) 67
3.4.1 Ảnh hưởng của mật độ chitin trên đơn vị diện tích khay sấy đến quá
trình sấy chitin 67
3.4.2 Ảnh hưởng của khoảng cách thời gian đảo trộn đến quá trình sấy chitin 73
3.5 So sánh chất lượng chitin sấy bằng phương pháp thích hợp với phơi trên nền xi
măng và đề xuất qui trình sấy hoàn thiện 79
3.5.1 So sánh chất lượng chitin sấy bằng phương pháp sấy thích hợp với
phuơng pháp phơi nắng trên nền xi măng 79
a. So sánh chỉ tiêu về màu sắc, độ đồng đều và độ nhớt của sản phẩm 79
b. So sánh chỉ tiêu về khả năng hút nước, khả năng hấp phụ chất béo và khả
năng hấp phụ chất màu của sản phẩm 81
c. Hàm lượng cát sạn trong sản phẩm 82
d. Phân tích vi sinh vật có trong sản phẩm 82
e. Phổ FTIR của chitin sấy bằng năng lượng mặt trời 83
3.5.2 Đề xuất quy trình hoàn thiện sấy chitin bằng năng lượng mặt trời 84
3.6 Tính toán thiết kế thiết bị sấy 500 kg nguyên liệu/mẻ 84
3.7 Tính toán sơ bộ chi phí chế tạo thiết bị sấy và chi phí vận hành thiết bị 89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91
KẾT LUẬN 91
KIẾN NGHỊ 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
PHỤ LỤC











vi
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ký hiệu viết tắt Diễn giải
ĐA Độ ẩm
ĐLTN Sấy đối lưu tự nhiên bằng Mô hình 3
ĐLCB1 Sấy đối lưu cưỡng bức bằng Mô hình 1
ĐLCB2 Sấy đối lưu cưỡng bức bằng Mô hình 2
KL Khối lượng
PNXM Phơi trên nền xi măng
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TĐS Tốc độ sấy





















vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng 3
Bảng 1.2. Mật độ năng lượng mặt trời và số giờ năng trung bình năm đối với các vùng
ở Việt Nam 20
Bảng 3.1. Thành phần hóa học ban đầu của chitin 36
Bảng 3.2. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật có trong sản phẩm chitin sấy bằng
năng lượng mặt trời và phơi trên nền xi măng 82
Bảng 3.3. Chi phi chế tạo thiết bị sấy 500 kg nguyên liệu/mẻ 89





viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của chitin 5
Hình 1.2. Sự xắp xếp của chuỗi polyme của α-chitin, β-chitin, γ-chitin 6
Hình 1.3. Quy trình sản xuất chitin tổng quát từ phế liệu tôm 11
Hình 1.4. Phơi khô chitin trên nền xi măng 12
Hình 1.5. Dải bức xạ điện từ 16
Hình 1.6. Thông lượng bức xạ mặt trời trên mặt ngang khi không có khí quyển
(kcal/cm
2
) mùa hè, mùa đông và toàn năm theo vĩ độ 18
Hình 1.7. Sơ đồ phân bố các thành phần bức xạ khuếch tán 19

Hình 1.8. Mô hình thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời 21
Hình 1.9. Mô hình thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có bổ sung không khí
nóng 21
Hình 1.10. Mô hình thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có trữ nhiệt 22
Hình 1.11. Mô hình thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có thiết bị hấp thụ nhiệt bổ
sung không khí nóng 22
Hình 2.1. Thiết bị sấy ứng dụng năng lượng mặt trời 26
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát xác định các thông số ảnh hưởng 27
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tốc độ gió đến quá trình sấy
chitin 29
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của mật độ chitin trên đơn vị
diện tích khay sấy đến quá trình sấy chitin 31
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khoảng cách thời gian giữa
các lần đảo trộn đến quá trình sấy chitin 32
Hình 3.1. Biến đổi độ ẩm (A1), tốc độ sấy (A2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (A3) theo tốc độ gió 37
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa tốc độ gió với tốc độ sấy 41
Hình 3.3. Biến đổi độ ẩm (B1), tốc độ sấy (B2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (B3) theo mật độ chitin sấy 42
Hình 3.4. Biến đổi độ ẩm (C1), tốc độ sấy (C2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (C3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 45
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa mật độ sấy với tốc độ sấy 46
ix
Hình 3.6. Biến đổi độ ẩm (D1), tốc độ sấy (D2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (D3) theo khoảng cách thời gian đảo trộn 48
Hình 3.7. Biến đổi độ ẩm (E1), tốc độ sấy (E2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (E3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 50
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khoảng cách thời gian đảo trộn với tốc độ
sấy 52
Hình 3.9. Biến đổi độ ẩm (K1), tốc độ sấy (K2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của

không khí (K3) theo tốc độ gió 53
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa tốc độ gió và tốc độ sấy 56
Hình 3.11. Biến đổi độ ẩm (L1), tốc độ sấy (L2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (L3) theo mật độ chitin sấy 57
Hình 3.12. Biến đổi độ ẩm (M1), tốc độ sấy (M2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (M3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 60
Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ chitin sấy với tốc độ sấy 61
Hình 3.14. Biến đổi độ ẩm (N1), tốc độ sấy (N2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (N3) theo khoảng cách thời gian đảo trộn 63
Hình 3.15. Biến đổi độ ẩm (O1), tốc độ sấy (O2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (O3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 65
Hình 3.16. Đồ thị biễu diễn mối liên hệ giữa khoảng cách thời gian đảo trộn với tốc độ
sấy 66
Hình 3.17. Biến đổi độ ẩm (P1), tốc độ sấy (P2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (P3) theo mật độ chitin sấy 68
Hình 3.18. Biến đổi độ ẩm (Q1), tốc độ sấy (Q2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (Q3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 71
Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa mật độ chitin sấy với tốc độ sấy 72
Hình 3.20. Biến đổi độ ẩm (T1), tốc độ sấy (T2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (T3) theo khoảng cách thời gian đảo trộn 74
Hình 3.21. Biến đổi độ ẩm (S1), tốc độ sấy (S2), nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí (S3) ở mẫu phơi trên nền xi măng 76
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa khoảng cách thời gian đảo trộn với tốc độ
sấy 77
Hình 3.23. Thời gian sấy chitin ở các Mô hình khác nhau 78
x
Hình 3.24. Sản phẩm chitin sấy bằng mô hình ĐLCB1, PNXM, ĐLTN (hình 1)
và ĐLCB2 (hình 2) 79
Hình 3.25. Độ nhớt của sản phẩm chitosan sấy bằng năng lư
ợng mặt trời

và phơi trên nền xi măng 80
Hình 3.26. Khả năng hút nước của sản phẩm chitin sấy bằng năng lượng mặt trời và
phơi trên nền xi măng 81
Hình 3.27. Khả năng hấp phụ chất béo của sản phẩm chitin sấy bằng năng lượng mặt
trời và phơi trên nền xi măng 81
Hình 3.28. Khả năng hấp phụ màu của sản phẩm chitin sấy bằng năng lượng mặt trời
và phơi trên nền xi măng 81
Hình 3.29. Hàm lượng cát sạn có trong sản phẩm chitin sấy bằng năng lượng mặt trời
và phơi trên nền xi măng 82
Hình 3.30. Phổ FTIR của chitin sau khi sấy 83
Hình 3.31. Quy trình hoàn thiện sấy chitin bằng năng lượng mặt trời 84

1


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam, tôm là mặt hàng xuất khẩu chủ lực chiếm tới 39,3% tổng kim
ngạch xuất khẩu thủy sản với sản phẩm chủ yếu là tôm bóc vỏ hay tôm bỏ đầu, do vậy
thải ra một lượng lớn phế liệu đầu và vỏ tôm, ước tính trên 100.000 tấn/năm, đây chính
là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình sản xuất chitin.
Trong quá trình sản xuất chitin, công đoạn làm khô là một trong những công
đoạn quan trọng, ảnh hưởng quyết định tới chất lượng chitin. Hiện nay, làm khô chitin
thường là phơi khô trên nền xi măng hoặc sấy khô sử dụng than đá. Với cách làm
truyền thống này, chitin thu được sẽ nhiễm tạp chất, vi sinh vật và như thế sẽ không
đảm bảo được điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm, đồng thời cũng làm giảm chất
lượng sản phẩm.
Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bổ ánh nắng
mặt trời nhiều nhất, đặc biệt là các tỉnh phía Nam. Vì vậy, sử dụng năng lượng mặt trời
như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống

có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế và môi trường. Chính vì vậy, nghiên cứu ứng dụng năng
lượng mặt trời vào quá trình sấy chitin là rất cần thiết, đặc biệt là ở các nước nhiệt đới
như Việt Nam.
Với những lý do đó tôi chọn hướng đề tài Nghiên cứu ứng dụng năng lượng
mặt trời vào quá trình sấy chitin từ phế liệu tôm.
Yêu cầu quá trình sấy chitin bằng năng lượng mặt trời là đơn giản, có thể triển
khai ở qui mô lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng, điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm,
tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời lại vừa thân thiện với môi trường.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Đưa ra được các điều kiện thích hợp cho quá trình sấy chitin bằng năng lượng
mặt trời.
Kết quả của quá trình nghiên cứu này sẽ chứng minh được rằng quá trình sấy
chitin bằng năng lượng mặt trời sẽ cho sản phẩm có chất lượng cao hơn so với phơi
nắng trên nền xi măng thông thường.
Tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời sẵn có, chi phí đầu tư thấp phù hợp
với điều kiện hiện nay ở nước ta.
2
Làm phong phú thêm nguồn tài liệu khoa học về lĩnh vực nghiên cứu quá trình
sấy chitin, đồng thời cũng bổ sung vào tài liệu phục vụ giảng dạy.
Mục tiêu của đề tài
Ứng dụng năng lượng mặt trời vào quá trình sấy chitin từ phế liệu tôm.
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị sấy chitin bằng năng lượng mặt trời và
thử nghiệm sấy chitin trên thiết bị sấy đối lưu không khí tự nhiên và sấy đối lưu không
khí cưỡng bức.
- Đánh giá chất lượng của sản phẩm sau khi sấy.
- Lựa chọn mô hình thiết bị sấy và quy trình sấy thích hợp.
- Tính toán thiết kế thiết bị sấy chitin ở quy mô 500 kg nguyên liệu/mẻ.


















3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về phế liệu tôm
1.1.1 Giới thiệu chung về phế liệu tôm
Sự phát triển rất nhanh của ngành chế biến thủy sản ở Việt Nam đã góp phần
lớn vào việc nâng cao giá trị xuất khẩu của nước ta, hàng triệu tấn thủy sản được xuất
khẩu mỗi năm trong đó có mặt hàng tôm. Ở Việt Nam, tôm là mặt hàng xuất khẩu chủ
lực chiếm tới 39,3% tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản với sản phẩm chủ yếu là tôm
bóc vỏ hay tôm bỏ đầu, do vậy thải ra một lượng lớn phế liệu đầu và vỏ tôm, đây chính
là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình sản xuất chitin. Tùy thuộc vào từng loài,
sản phẩm chế biến khác nhau mà lượng phế liệu tôm thu được khác nhau.
1.1.2 Thành phần hóa học và tính chất phế liệu tôm
Trong thành phần phế liệu tôm, phần đầu thường chiếm khoảng 35 ÷ 45% trọng
lượng của tôm nguyên liệu, phần vỏ chiếm 10 ÷ 15%. Tuy vậy, tỷ lệ này còn phụ

thuộc vào giống loài, giai đoạn sinh trưởng [4, 7, 8].
Thành phần chiếm tỷ lệ đáng kể trong đầu, vỏ tôm là chitin, protein, canxi
cacbonat, sắc tố,…và tỷ lệ giữa các thành phần này là không ổn định, chúng thay đổi
theo đặc điểm sinh thái, sinh lý, loài,…
Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng như sau:
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng [13]

Chỉ tiêu phân tích Giá trị
Hàm lượng khoáng (%) 24,6 ± 0,8
Hàm lượng chitin (%) 18,3 ± 0,9
Hàm lượng protein (%) 47,4 ± 1,8
Hàm lượng lipid (%) 4,7 ± 0,3
Hàm lượng astaxanthin (ppm) 130 ± 13,9

- Protein: Trong phế liệu tôm thường là loại protein không hòa tan, do đó khó
trích ly khỏi vỏ, nó tồn tại dưới hai dạng:
+ Dạng tự do: Phần này là phần thịt tôm còn sót lại. Tồn tại trong các cơ quan
nội tạng và các cơ gắn ở phần vỏ, đầu tôm.
4
+ Dạng phức tạp: Liên kết với chitin, CaCO
3
, với sắc tố như một phần thống
nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
- Chitin: Tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng, và những hợp chất hữu
cơ khác, chủ yếu là CaCO
3
là thành phần chính cấu tạo nên vỏ tôm. Chính sự liên kết
này đã gây khó khăn trong việc tách chiết và tinh chế.
- Canxi: Trong thành phần vỏ, đầu tôm có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ
yếu là cacbonat canxi (CaCO

3
). Hàm lượng Ca
3
(PO4)
2
mặc dù không nhiều nhưng
trong quá trình khử khoáng dễ hình thành hợp chất CaHPO
4
không tan trong HCl gây
khó khăn cho quá trình khử khoáng.
- Astaxanthin: Là sắc tố chủ yếu trong vỏ tôm, astaxanthin là dẫn xuất của
caroten, thường ở dạng liên kết với acid béo (este hóa) hay với protein tạo nên một
phức hợp chặt chẽ có màu xanh đặc trưng cho tôm. Khi liên kết này bị phá vỡ thì
astaxanthin dễ dàng bị oxy hóa thành astaxin.
Ngoài các thành phần kể trên, trong vỏ tôm còn có các thành phần khác như:
nước, lipid, phospho, enzyme…
- Lipid: Chứa một lượng đáng kể, chủ yếu gồm các acid béo chưa no bão hòa
như eicosapentaenoic (EPA), decosahexaenoic (DHA). Đây là những acid béo rất có
lợi cho sức khỏe con người và có nhiều ứng dụng khác trong y học.
- Enzyme: Trong phế liệu tôm cũng có chứa một số loại enzyme, theo tạp chí
Khoa học và Công nghệ Thủy sản (số 05/1993) thì hoạt độ enzyme của protease của
đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi. Trong đầu tôm có chứa enzyme tiêu hóa
chymotrypsin, được sử dụng trong điều trị bệnh ung thư. Một vài loại enzyme khác có
mặt trong phế liệu tôm như alkaline phosphatase, β-N-acetyl glucosaminse, chitinase
cũng được ứng dụng nhiều trong thực tế [7].
1.1.3 Sản lượng phế liệu tôm
Theo thống kê của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO)
thì sản lượng tôm trên thế giới khoảng trên dưới 4 triệu tấn/năm. Hầu hết sản lượng
tôm trên thế giới từ các nước đang phát triển như: Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc,
Ecudo, Malaysia, Ấn Độ và Indonesia. Theo đó đã tạo ra một lượng phế liệu tôm rất

lớn, ước tính có khoảng 1,6 ÷ 2 triệu tấn/năm.
Trong năm 2011, Việt Nam đã xuất khẩu các sản phẩm từ tôm chiếm tới trên
39,3% so với tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản của cả nước, trong đó các sản phẩm
5
từ tôm chủ yếu là tôm bóc vỏ và tôm bỏ đầu, do đó lượng phế liệu đầu vỏ tôm thải ra
trên 100.000 tấn với lượng chitin tương ứng trên 4000 tấn. Nguồn phế liệu sẵn có cho
công nghiệp chitin đã làm cho các phân xưởng sản xuất chitin phát triển nhanh và hiện
nay đã đạt mức khoảng trên 3000 tấn chitin thô mỗi năm [14]. Dự tính trong năm
2012, xuất khẩu các sản phẩm từ tôm của Việt Nam sẽ tăng lên, điều này sẽ tạo ra
lượng lớn phế liệu đầu, vỏ từ tôm, đây là nguồn chính cho quá trình sản xuất chitin.
1.2 Chitin: Tính chất và ứng dụng
1.2.1 Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên [8]
Chitin là một polyme sinh học rất phổ biến trong tự nhiên, chỉ đứng sau
cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m
2
bề mặt trái đất. Trong tự
nhiên chitin tồn tại cả ở động vật, thực vật.
Đối với cơ thể động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ
một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác. Trong thế
giới thực vật chitin có ở thành tế bào của một số nấm và tảo như: nấm Zygemycether,
một số tảo Chlorophiceae, nấm bất toàn (Fugiimperfecti), tảo khuẩn (Phycomycetes),
Trong động vật thủy sản đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitin
chiếm tỷ lệ cao, từ 14 ÷ 35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ, là
nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin và các sản phẩm từ chúng.
1.2.2 Cấu trúc hóa học của chitin [14, 42]
Chitin là polysaccharid chứa đạm, không độc hại, có khối lượng phân tử lớn.
Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối
1,4-glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Chitin rất hiếm tồn tại ở trạng
thái tự do, hầu như luôn liên kết với protein dưới dạng phức hợp, CaCO
3

và các hợp
chất hữu cơ khác gây khó khăn cho việc tách chiết. Chitin có cấu trúc hóa học giống
cellulose và có thể xem là dẫn xuất của cellulose với nhóm acetamide ở carbon số 2.
Chitin được tách chiết lần đầu tiên vào năm 1811 bởi nhà dược hóa học người
pháp Henri Braconnot từ nấm.
Cấu trúc hóa học của chitin



Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của chitin [36]
6
Công thức phân tử của chitin là [C
8
H
13
O
5
N]
n
, n: tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu.
Ví dụ: Ở tôm hùm n = 700 ÷ 800, ở tôm thẻ n = 400 ÷ 500, ở cua n = 500 ÷ 600.
Phân tử lượng: M
Chitin
= (203,09)
n



Người ta chia cấu trúc chitin thành ba dạng α-chitin, β-chitin và γ-chitin. Cấu
trúc của chitin ở các dạng trên là xuất phát từ nguồn chiết rút chitin, chitin từ tôm và

cua có dạng α-chitin, còn chitin từ mực có dạng β-chitin. Ba dạng này có sự khác nhau
tính hydrat hóa, kích thước của mỗi đơn vị cấu trúc và số mạch chitin trong mỗi đơn vị
cấu trúc. α-chitin có độ rắn phân tử cao nhất và ở dạng rắn chắc và các mạch chitin sắp
xếp song song nhưng ngược chiều nhau. β-chitin gồm các mạch chitin sắp xếp song
song nhưng cùng chiều nhau, có độ rắn thấp, có tính hydrat hóa cao. γ-chitin sắp xếp
cứ hai mạch song song cùng chiều thì có một mạch ngược chiều. Trong tự nhiên α-
chitin có mặt nhiều nhất và thường rất cứng trong khi đó β-chitin và γ-chitin thì tạo
nên tính dai, dẻo.
Cấu trúc của chitin [39]





Hình 1.2. Sự xắp xếp của chuỗi polyme của α-chitin, β-chitin, γ-chitin
1.2.3 Tính chất của chitin
Chitin có màu trắng, cũng giống cellulose, không hòa tan trong nước (đặc biệt
là α-chitin), trong môi trường kiềm, axit loãng và các dung dịch hữu cơ như ete,
rượu,…Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có liên kết trong và
liên kết phân tử mạnh thông qua nhóm hydroxyl và nhóm acetamide (-NHCOCH
3
)
ngăn cản sự tạo thành các phức chất cần thiết, nhưng nó lại tan được trong dung dịch
đặc nóng của muối trung tính thyoxyanat liti (LiSCN) và thyoxyanat canxi (Ca(SCN)
2
)
tạo thành dung dịch keo [14].
Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng λ = 884 ÷ 890µm.
Ổn định với chất chống oxy hóa như KMnO
4

, oxy già (H
2
O
2
), nước javen
(NaClO) hay clorua vôi Ca(ClO)
2
…Người ta lợi dụng tính chất này để sử dụng các
chất trên khử màu cho chitin.









α-chitin

β-chitin

γ-chitin

7
Khi đun nóng chitin trong HCl đậm đặc tạo thành 88,5% D-Glucosamin và
22,5% axit acetic.
Khi đun nóng chitin trong NaOH đậm đặc thì chitin bị mất gốc acetyl tạo thành
chitosan. Dựa vào đặc tính này người ta đã sản xuất chitosan từ chitin [8].
Khi đun nóng chitin trong dung dịch HCl đậm đặc thì chitin sẽ bị thủy phân tạo

thành các phân tử glucosamin có hoạt tính sinh học cao [14].
Chitin là một vật liệu chứa cả 2 nhóm chức –OH và –NH
2
cho liên kết với
enzyme, có cấu trúc siêu lỗ, có khả năng hấp thụ tốt, dễ tạo màng. Chitin có cấu trúc
mạng tinh thể chặt chẽ, không chỉ có các liên kết hydro hình thành trong chuỗi mà còn
có giữa các lớp với nhau trong mạng tinh thể. Chitin là một polyme kỵ nước, độ
trương thấp, diện tích bề mặt tiếp xúc nhỏ và bền về mặt hóa học. Dựa vào đặc tính
này, gần đây có rất nhiều nghiên cứu cố định enzyme trên chitin, chủ yếu bằng phương
pháp hấp phụ và liên kết cộng hóa trị qua cầu nối glutaraldehyt. Tuy nhiên, do tính
chất kỵ nước nên bề mặt tiếp xúc của chitin nhỏ, khả năng tiếp xúc của enzyme cố
định và cơ chất rất hạn chế. Vì vậy hoạt tính của enzyme cố định trên chitin thường rất
thấp [3, 12].
Chitin, chitosan đã được ứng dụng làm vật liệu cố định enzyme, hấp phụ kim
loại trong xử lý nước thải, chất kích thích sinh trưởng và kháng bệnh cho thực vật, ứng
dụng trong y dược làm chất chống đông máu, tăng cường hệ miễn dịch, làm mỹ phẩm,
ứng dụng trong công nghiệp giấy, công nghiệp dệt…[14].
1.2.4 Ứng dụng của chitin
Do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có tính kỵ nước cao, không tan trong dung dịch
axit loãng, kiềm loãng và các dung môi hữu cơ, vì vậy ứng dụng của chitin rất hạn chế.
Chitin chủ yếu được ứng dụng trong các lĩnh vực sau:
a. Sản xuất chitosan
Với những ứng dụng rộng rãi của chitosan trong nhiều lĩnh vực như ứng dụng
trong thực phẩm, dược phẩm, nông nghiệp, môi trường Chính vì vậy ứng dụng chủ
yếu của chitin là dùng sản xuất chitosan.
b. Sản xuất glucosamine
Từ thập kỷ 90 người ta đã phát hiện ra glucosamin có khả năng phục hồi được
các sụn khớp, tức là chữa được căn nguyên của bệnh viêm, thoái hoá khớp. Ngoài ra
chúng còn tham gia vào giải độc cho gan và thận, chống viêm gan, chống dị ứng,
8

chống ung thư và chữa tổn thương đường ruột và dạ dày. Glucosamin là thuốc hầu như
không có tác dụng phụ, ngay cả khi dùng lâu dài. Với những ứng dụng rộng của
glucosamin mà chitin đã được ứng dụng để sản xuất glucosamin.
c. Sản xuất chitin oligosaccharid
Chitin oligosaccharid có hoạt tính sinh học cao được ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực như dùng làm chất hỗ trợ khả năng miễn dịch ở người, điều hòa cholesterol, cải
thiện thiếu máu và bệnh gan, điều hòa áp suất trong máu, làm tăng khả năng hấp thụ
canxi, thúc đẩy quá trình bài tiết axit uric trong máu, chống ung thư, bướu, làm chất
bảo quản thực phẩm, nông sản. Với những ứng dụng đó chitin đã được ứng dụng để
xuất chitin oligosaccharid bằng cách thủy phân chitin bởi các enzyme hoặc dùng axit.
d. Một số ứng dụng khác
- Xử lý nước thải [8]
Nhờ khả năng là đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein, và nhờ khả năng kết
dính tốt các ion kim loại như: Pb
2+
, Hg
2+
… do đó chitin được sử dụng để tẩy lọc nguồn
nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm. Ngoài ra chitin còn có khả
năng hấp phụ chất màu, vì vậy được ứng dụng trong xử lý nước thải của các nhà máy dệt.
- Trong nông nghiệp [14]
Trong nông nghiệp chitin dùng bao bọc các hạt giống để ngăn ngừa sự tấn công
của nấm trong đất và để tăng cưởng khả năng nẩy mầm của hạt, kích thích sinh trưởng
và tăng năng suất thu hoạch.
- Với những tính chất và ứng dụng rông rãi của chitin đã làm cho chitin ngày
càng trở nên quan trọng và được sự quan tâm đặc biệt của cộng đồng các nhà khoa học
và nhà công nghệ.
1.3 Tổng quan về quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm
Trên thế giới: Việc nghiên cứu sự tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hoá và công
nghệ tách chiết chitin đã có từ những năm 30 của thế kỷ trước. Theo Hiranol công

nghệ sản xuất chitin, chitosan lần đầu tiên trên thế giới bởi Kyowa Yushi, từ đó một
vài công ty Nhật tham gia sản xuất chitin, chitosan thương mại. Công nghệ chitin,
chitosan cũng được sản xuất với quy mô vừa và nhỏ ở Mỹ và một số quốc gia khác
[12, 30].
Mãi đến năm 1975 những ứng dụng của chitin, chitosan mới phát hiện. Kể từ
đó, chúng được đưa vào ứng dụng có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong
9
đó, Nhật và Mỹ là hai nước sử dụng chitin, chitosan đứng hàng đầu thế giới với sản
lượng 400 ÷ 600 tấn/năm, kế tiếp là Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp [30]. Trong năm 1990,
tổng sản lượng chitin, chitosan thế giới sử dụng là 12000 tấn.
Do những hạn chế về khả năng hòa tan của chitin, chitosan nên người ta tiến
hành nghiên cứu các chế phẩm từ chitin, chitosan.
Năm 1859 nhờ vào phát minh đầu tiên của Rouget khi đun sôi chitin trong dung
dịch HCl đậm đặc, và về sau đã có nhiều công trình nghiên cứu về chitin, chitosan và
các sản phẩm thủy phân chitin, chitosan [36].
Cho đến nay trên thế giới đã có nhiều quy trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm
bằng phương pháp hóa học, phương pháp sinh học cũng như kết hợp giữa hai phương
pháp này.
Rao và cộng sự (2000) đã nghiên cứu sản xuất chitin bằng phương pháp lên
men vi sinh. Kết quả cho thấy phế liệu tôm được lên men với 10% Lactobacillus
plantarum, bổ sung 5% glucose, điều chỉnh pH 6,5 bằng axit acetic, hiệu suất khử
protein là 75%, khử khoáng là 86%. Nếu thay axit acetic bằng axit citric thì hiệu suất
khử protein là 88%, khử khoáng là 90%.
Kandra và cộng sự (2010) đã sản xuất được chitin từ phế liệu tôm bằng phương
pháp sinh học nhờ sử dụng vi khuẩn probiotic tự nhiên. Sau 72 giờ ủ ở nhiệt độ phòng
hiệu quả khử khoáng đạt 69%, khử protein đạt 89%, hiệu suất thu hồi chitin đạt 5,56%.
Nesreen và cộng sự (2010) tiến hành sản xuất chitin từ phế liệu tôm bằng
phương pháp hóa học, kết quả cho thấy hiệu quả khử khoáng đạt 99,54%, hiệu quả
khử protein đạt 98,3%.
Ở Việt Nam: Trường Đại học Nha Trang bắt đầu nghiên cứu chiết tách được

chitin, chitosan từ năm 1978 với quy trình của cô Đỗ Minh Phụng nhưng chưa có ứng
dụng cụ thể trong sản xuất. Gần đây trước những thông tin kỹ thuật mới về chitin,
chitosan cũng như tiềm năng ứng dụng của chúng đã thúc đẩy các nhà khoa học bắt tay
vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin, chitosan đồng thời nghiên cứu các
ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Ở miền Bắc, Viện Khoa học Việt Nam đã kết hợp với Xí nghệp Thủy sản Hà
Nội sản xuất chitin, chitosan và ứng dụng chúng trong lĩnh vực nông nghiệp. Ở miền
Nam, Trung tâm Công nghệ Sinh học và Sinh học Thuỷ sản phối hợp với một số cơ
quan khác như: Đại học Y dược TP.HCM, Phân viện Khoa học Việt Nam, Viện Khoa
10
học Nông nghiệp Việt Nam… đang nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chitin, chitosan
trong các lĩnh vực nông nghiệp, y dược và mỹ phẩm.
Từ năm 1998 ÷ 2000 Trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu thành công
công nghệ sản xuất chitin, chitosan từ vỏ tôm Sú, vỏ tôm Mũ Ni, vỏ tôm Hùm bằng
quy trình hóa học. Một dự án sản xuất thử nghiệm chitin, chitosan đã hoàn thành năm
2003. Trường Đại học Nha Trang đã chuyển giao công nghệ sản xuất chitin, chitosan
cho một số cơ sở sản xuất.
Trần Thị Luyến (2005), Trang Sĩ Trung và cộng sự (2007) đã nghiên cứu ứng
dụng enzyme (Papain, Alcalase, Protamex, Flavourzyme) trong công đoạn khử
protein, tuy nhiên hàm lượng protein còn lại ở mẫu chitin khá cao (6 ÷ 9%). Vì vậy để
triển khai ở quy mô sản xuất lớn cần tiến hành nghiên cứu thêm để nâng cao hiệu quả
quy trình có sử dụng enzyme. Nhìn chung các quy trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm
đang được áp dụng ở quy mô sản xuất lớn tại Việt Nam hiện nay chủ yếu là quy trình
hóa học. Quy trình hóa học có ưu điểm là đơn giản, không đòi hỏi thiết bị máy móc
phức tạp và có chi phí thấp.
Có rất nhiều quy trình sản xuất chitin bằng phương pháp hóa học đã được
nghiên cứu và phát triển trên thế giới và ở Việt Nam. Tùy theo tính chất nguyên liệu,
điều kiện sản xuất, chất lượng của sản phẩm mà các thông số của quy trình có sự khác
nhau ở một vài công đoạn. Quy trình sản xuất chitin tổng quát từ phế liệu tôm như sau:
Phế liệu tôm sau khi được rửa sạch nhằm loại bỏ tạp chất được xử lý với NaOH

nhằm loại bỏ protein. Nồng độ NaOH xử lý tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu và
điều kiện xử lý, thông thường nồng độ NaOH được sử dụng là 4%, lượng dung dịch
gấp 4 ÷ 5 lần lượng nguyên liệu. Trong quá trình khử protein thường xuyên đảo trộn
để tăng hiệu quả của quá trình.
Sau khi xử lý bằng NaOH xong, tiến hành rửa sạch xút, sau đó tiến hành khử
khoáng bằng HCl với nồng độ sử dụng là 4% và lượng dung dịch gấp 4 ÷ 5 lần lượng
nguyên liệu. Trong quá trình khử khoáng ở giai đoạn đầu cần đảo trộn tốt để phản ứng
diễn ra đồng đều.
Sau khi khử khoáng bằng HCl xong tiến hành rửa sạch axit rồi làm khô ta thu
được chitin. Trong quá trình khử khoáng thường xảy ra quá trình cắt mạch chitin nên
quá trình tách khoáng chỉ thực hiện ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ thấp hơn để hạn
chế quá trình đề polyme [41].
11















Hình 1.3. Quy trình sản xuất chitin tổng quát từ phế liệu tôm
Công đoạn khử khoáng có thể thực hiện trước công đoạn khử protein và ngược

lại tuy nhiên cần phải tính ảnh hưởng của quá trình này đến chất lượng của chitin. Quá
trình rửa cần đặc biệt chú ý vì nếu không đạt yêu cầu, một lượng xút và axit còn lại sẽ
ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý sau và chất lượng chitin thành phẩm.
1.4 Tổng quan hiện trạng của quá trình làm khô chitin bằng phương pháp phơi
trên nền xi măng
Trong quy trình sản xuất chitin, công đoạn làm khô là công đoạn quan trọng
ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Ở các nước nhiệt đới, phương pháp phơi khô
được ứng dụng với nhiều ưu điểm như ngoài việc loại nước, làm khô, còn có thể tẩy
màu làm cho chitin có màu trắng đẹp. Đối với những nước không có nhiều nắng hoặc
vào mùa mưa thì chitin được sấy khô trong thiết bị sấy sử dụng không khí nóng có
nhiệt độ 50 ÷ 60
0
C. Việt Nam là nước nhiệt đới có số giờ nắng trung bình trong năm
cao, đặc biệt là các tỉnh phía nam với số giờ nắng trung bình mỗi năm trên 2000 giờ
[10], chính vì vậy tại các cơ sở sản xuất chitin hiện nay ở nước ta, chitin chủ yếu được
làm khô bằng phơi trên nền xi măng.
Với cách làm khô chitin bằng phương pháp phơi trên nền xi măng như hiện nay
có ưu điểm là tiết kiệm chi phí đầu tư thiết bị. Tuy nhiên có nhược điểm là chitin bị
nhiễm vi sinh vật và các tạp chất rất nhiều do điều kiện vệ sinh kém dẫn đến làm cho
Khử protein
Rửa trung tính

Khử khoáng
Rửa trung tính

Sấy khô
Chitin

Phế liệu
12

chất lượng sản phẩm giảm, thời gian làm khô kéo dài, đồng thời nếu trong điều kiện
trời đổ mưa đột ngột sẽ không kịp thu dọn sản phẩm.

Hình 1.4. Phơi khô chitin trên nền xi măng
Để khắc phục những nhược điểm trên, việc áp dụng phương pháp làm khô
chitin vừa tận dụng được nguồn năng lượng dồi dào ở nước ta, vừa nâng cao chất
lượng sản phẩm lại có thời gian làm khô ngắn là rất cần thiết, đặc biệt ở các nước nhiệt
đới như ở Việt Nam.
1.5 Quá trình sấy và các phương pháp sấy
1.5.1 Quá trình sấy [1, 5, 6]
Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp
làm bay hơi nước trong vật liệu đó. Như vậy muốn sấy khô một vật ta phải tiến hành
các biện pháp kỹ thuật sau:
- Gia nhiệt cho nó để đưa nhiệt độ của nó lên đến nhiệt độ bảo hòa ứng với
phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật.
- Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể
- Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường
Từ những điểm đã nêu, ta nhận thấy rằng trong quá trình sấy xảy ra các quá
trình sau: quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ
trong vật sấy ra ngoài bề mặt vật sấy và quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy vào môi
trường. Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy chúng
có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau.
- Căn cứ vào áp suất khi sấy mà người ta phân ra:
13
+ Sấy ở áp suất thường: sấy trong điều kiện áp suất bình thường như sấy bằng
năng lượng mặt trời, sấy bằng không khí nóng, sấy bằng tia hồng ngoại.
+ Sấy ở áp suất thấp: sấy trong điều kiện 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 tán ngoại [1]
Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí. Khuếch
tán ngoại có thể di chuyển được 90% lượng ẩm. Động lực của 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.
Quá trình khuếch tán nội [1]
Là quá trình chuyển động của nước trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác
để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu. Động lực của quá trình khuếch tán
nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài. Nếu sự chênh lệch
ẩm càng lớn tức là gradien độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội càng nhanh.
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.
Khi ẩm từ bề mặt nguyên liệu được bay hơi thì trong lòng vật liệu xuất hiện
gradien độ ẩm. Đó là điều kiện cho sự di chuyển ẩm từ các lớp bên trong của nguyên
liệu đến bề mặt nguyên liệu. Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn đầu khi độ ẩm trong
nguyên liệu lớn, đảm bảo cho vận tốc của quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng nguyên
liệu ra bề mặt nguyên liệu lớn hơn vận tốc khuếch tán ẩm từ bề mặt nguyên liệu vào
môi trường không khí xung quanh. Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch
tán ngoại do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh. Nhưng sau đó độ ẩm trên bề mặt nguyên liệu
giảm dần, đồng thời độ ẩm bên trong nguyên liệu cũng giảm dần, 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
14
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 ẩm 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 trong nguyên liệu quyết định. Sự
dịch chuyển này 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 nước chuyển dần sang thể hơi. Khi
độ ẩm của nguyên liệu bé thì sự di động của nước trên cơ bản là trạng thái hơi.
Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy
Bản chất của sản phẩm sấy: cấu trúc, thành phần hoá học, đặc tính của liên kết ẩm
Hình dáng và trạng thái của sản phẩm sấy.
Độ ẩm ban đầu, ban cuối và độ ẩm tới hạn của sản phẩm sấy.
Nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí và vận tốc của tác nhân sấy.
Chênh lệch nhiệt độ ban đầu và ban cuối của tác nhân sấy.
Cấu tạo của máy sấy, phương thức sấy và chế độ sấy.
1.5.2 Các phương pháp sấy
* Sấy nhân tạo [1]
Sấy nhân tạo được thực hiện trong các thiết bị sấy. Căn cứ vào phương pháp
cung cấp nhiệt có thể chia làm các loại sau:
- Phương pháp sấy đối lưu.
- Phương pháp sấy bức xạ từ nguồn nhân tạo.
- Phương pháp sấy tiếp xúc.
- Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần.
- Phương pháp sấy thăng hoa.
- Sấy bằng điện trở,
* Sấy tự nhiên [1]
15
Sấy tự nhiên là quá trình phơi nguyên liệu ngoài trời, hay sử dụng các thiết bị

sấy bằng năng lượng bức xạ mặt trời để làm khô nguyên liệu. Phương pháp này sử
dụng nguồn nhiệt bức xạ của mặt trời để làm nóng nguyên liệu và không khí xung
quanh, khi đó ẩm bay ra được không khí mang đi.
* Hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới, hầu hết sản phẩm được làm khô chủ
yếu sấy bằng phương pháp sấy nhân tạo do có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp
sấy tự nhiên. Tùy thuộc vào tính chất và yêu cầu chất lượng của sản phẩm mà áp dụng
các phương pháp sấy khác nhau. Với sản phẩm chitin một trong các yêu cầu về chất
lượng của sản phẩm sau khi sấy phải có màu sắc trắng sáng, trong khi đó màu sắc
trắng sáng của chitin lại được tẩy màu nhờ tia UV từ ánh nắng mặt trời. Chính vì vậy
nếu áp dụng phương pháp sấy nhân tạo sẽ không phù hợp. Hiện nay ở Việt Nam và các
nước trên thế giới chitin chủ yếu được làm khô bằng cách phơi nắng trên nền xi măng,
với cách làm như hiện nay vừa không đảm bảo được điều kiện vệ sinh cho sản phẩm,
đồng thời cũng làm giảm chất lượng của sản phẩm. Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng
năng lượng mặt trời để sấy chitin vừa nâng cao chất lượng sản phẩm vừa tận dụng
được nguồn năng lượng mặt trời dồi dào ở nước ta là rất cần thiết, đặc biệt Việt Nam
là một trong những nước có số giờ nắng cao nhất trên thế giới, trong đó các tỉnh phía
Nam có số giờ nắng trung bình mỗi năm trên 2000 giờ.
1.6 Nguồn năng lượng bức xạ mặt trời
1.6.1 Khái niệm về nguồn năng lượng mặt trời và cường độ bức xạ mặt trời
Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt
trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ mặt
trời. Bức xạ mặt trời phát ra từ nhiệt độ cao T = 5762
0
K, đặc trưng của bức xạ mặt trời
truyền trong không gian bên ngoài mặt trời là một phổ rộng trong đó cực đại của
cường độ bức xạ nằm trong dải 10
-1
đến 10µm và hầu như một nửa tổng năng lượng
mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng 0,38 ÷ 0,78µm, đó là vùng nhìn thấy của
phổ [9, 10].

Chùm tia truyền thẳng từ mặt trời gọi là bức xạ trực xạ. Tổng hợp của các tia
trực xạ và tán xạ gọi là tổng xạ. Mật độ dòng bức xạ trực xạ ở ngoài lớp khí quyển
tính đối với 1 m
2
bề mặt đặt vuông góc với tia bức xạ được tính theo công thức:

Trong đó: là hệ số góc bức xạ giữa trái đất và mặt trời