Tài liệu Thực phẩm sinh học_Chương 3 ppt

Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm: để có một phương thức lựa chọn công nghệ phù hợp cần phải nắm các quan ựiểm phân loại phương pháp công nghệ sau ựây: 1.1.. Phân l

PHẦN 1 CHƯƠNG 3 Phương thức lựa chọn công nghệ trong sản xuất Thực phẩm Ờ Sinh học

1 Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm:

để có một phương thức lựa chọn công nghệ phù hợp cần phải nắm các quan ựiểm phân loại phương pháp công nghệ sau ựây:

1.1 Phân loại các phương pháp công nghệ theo trình tự thời gian:

Chế biến từ nguyên liệu ban ựầu ựến thành phẩm cuối cùng phải qua nhiều quá trình kế tiếp nhau, tức là phải theo một qui trình đối với một quá trình sản xuất thực phẩm nói chung phải qua các trình tự sau ựây:

- Thu hoạch hay thu nhận nguyên liệu

- Bảo quản nguyên liệu tươi hay bán chế phẩm

- Chế biến sản phẩm

- Bảo quản các sản phẩm

- Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng

Phương pháp phân loại công nghệ này phù hợp với việc tổ chức sản xuất hay tổ chức lao ựộng xã hội trong phạm trù dinh dưỡng học

1.2 Phân loại các phương pháp công nghệ theo trình ựộ sử dụng công cụ:

đó là sự phân loại theo mức ựộ thay thế sức lao ựộng của con người bằng công cụ, máy móc - Phương pháp thủ công

- Phương pháp cơ giới hóa

- Phương pháp tự ựộng hóa

Sự phân loại này liên quan ựén năng suất lao ựộng và chất lượng sản phẩm

1.3 Phân loại các phương pháp công nghệ theo sử dụng năng lượng:

Muốn tiến hành một qui trình phải sử dụng các năng lượng Nguồn năng lượng ựó do các tác nhân vật lý tạo ra hay là các quá trình sử dụng nội năng ( hóa năng, năng lượng sinh học ) gồm có : - Quá trình cơ học: Nghiền ép, sàng lọc

- Quá trình nhiệt: Sấy, chưng cất, cô ựặc

- Các quá trình hóa sinh: Sinh tổng hợp, tự phân

1.4 Phân loại các phương pháp công nghệ theo tắnh chất liên tục:

- Gián ựoạn

- Bán liên tục

- Liên tục

Các phương pháp này liên quan ựến việc tổ chức thực hiện các qui trình hay các quá trình công nghệ

1.5 Phân loại các phương pháp công nghệ theo trạng thái ẩm của thực phẩm:

- Phương pháp khô: rây, nghiền nhỏ, sấyẦ

- Phương phâp ướt: lắng, lọc, trích ly…

1.6 Phđn loại câc phương phâp công nghệ theo qui luật khoa học :

ðó lă câc phạm trù khoa học cơ bản liín quan ñến vật liệu lă: Vật lý, hóa học vă sinh học, ñồng thời câc phạm trù khoa học trung gian: hóa lý vă hóa sinh, gồm có câc sự phđn loại sau ñđy: - Câc phương phâp vật lý: câc phương phâp cơ học

- Câc phương phâp nhiệt: ñun nóng, nướng

- Câc phương phâp hóa lý: chưng cất, hấp phụ

- Câc phương phâp hóa học: thủy phđn, axit hóa hay trung hoă

- Câc phương phâp hóa sinh: dấm chín, ủ

- Câc phương phâp sinh học: lín men, sât trùng

Ưu: thể hiện ñược bản chất của phương phâp Từ ñó dễ tìm ñược cơ sở tối ưu hóa câc quâ trình

Bảng 1 Bảng phân loại các tính chất và biến đổi của thực phẩm trên cơ sở của các

phạm trù khoa học tự nhiên Các tính chất của thực phẩm (phạm trù tĩnh) Các biến đổi của thực phẩm ( phạm trù động)

1 Tính chất vật lí

1.1 Tính chất cơ lí: hình thức, độ cứng, khối lượng,

biến lưu

1.2 Tính chất nhiệt: nhiệt độ, nhiệt hàm, độ dẫn

nhiệt

1.3 Tính chất quang: khả năng phản chiếu, khả năng

hấp phụ, độ hoạt động quang học

1.4 Tính chất điện: độ dẫn điện, hằng số điện li

2 Tính chất hóa lí

2.1 Tính chất keo: ưa nước, kị nước

2.2 Tính chất pha: rắn, lỏng khí

2.3 Tính chất khuếch tán: Tinh hút ẩm, tính phân

tán

3 Thành phần hóa học

3.1 Chất dinh dưỡng: gluxit, protit, lipit, vitamin,

muối khoáng

3.2 Nước

1 Biến đổi vật lí 1.1 Biến đổi cơ lí: biến đổi các thông số đó 1.2 Biến đổi nhiệt: sự dẫn nhiệt, đối lưu, trao đổi nhiệt

1.3 Biến đổi quang: sự phản chiếu, sự hấp phụ

1.4 Biến đổi điện: biến đổi của các thông số đó

2 Biến đổi hóa lí 2.1 Biến đổi keo: hyđrat hóa, trương nở, đông tụ, tạo mixen

2.2 Biến đổi pha, bốc hơi, hòa tan, kết tinh, tạo bọt, tạo đông

2.3 Trao đổi chất hay chuyển khối: trích li, sấy, phân li

3 Biến đổi hóa học hay các loại phản ứng 3.1 Các phản ứng phân li, phân giải, thủy phân 3.2 Các phản ứng cộng tạo este, polyme hóa 3.3 Các phản ứng oxy hóa khử

3.4 Các phản ứng trao đổi, trung hòa

3.3 Các hợp chất tự nhiên: chất chát, chất thơm, sắc

tố, axit

3.4 Các sản phẩm của sự trao đổi chất: rượu, axeton,

axit, các cao phân tử

3.5 Chất bổ sung: hóa chất bảo quản, chất tăng

hương vị, chất tạo đông

3.6 Chất nhiễm: kim loại, thuốc trừ sâu, côn trùng

4 Các tính chất hóa sinh: trạng thái enzym, độ chín,

độ lên men

5 tính chất sinh học

5.1 Cấu tạo tế bào

5.2 Nguồn gốc sinh học: động vật, thực vật và vi

sinh vật

5.3 Tình trạng vi sinh vật

5.4 Tình trạng vệ sinh

5.5 Tính chất sinh lí, dinh dưỡng

6 Tính chất cảm quan: mùi, vị, màu sắc, trạng thái

4 Biến đổi hóa sinh: bốn loại phản ứng hóa học kể trên (thủy phân, phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa khử, phản ứng trao đổi) có enzym tương ứng xúc tác

Sự trao đổi chất

5 Biến đổi sinh học 5.1 Biến đổi tế bào 5.2 Phát triễn và sinh trưởng

5.3 Biến đổi vi sinh vât 5.4 Biến đổi tình trạng vệ sinh

5.5 biến đổi tính chất sinh li, dinh dưỡng

6 Biến đổi cảm quan: tạo chất thơm, biến đổi màu, biến đổi trạng thái

1.7 Phđn loại câc phương phâp công nghệ theo mục ñích của quâ trình:

- Chuẩn bị: bao gồm câc phương phâp nhằm lăm biến ñổi nguyín liệu hay bân thănh phẩm, nhằm ñạt ñược câc thông số thuận lợi ñể tiến hănh phương phâp hay quâ trình chế biến tiếp theo

ðó lă câc phương phâp vật lý như: loại trừ tạp chất, phđn loại, tạo hình, ñun nóng

- Khai thâc: câc phương phâp lăm giău câc cấu từ có giâ trị dinh dưỡng như: Chưng cất, cô ñặc

- Chế biến: câc phương phâp nhằm biến ñổi chất trong thực phẩm từ chất lượng thấp trở nín chất lượng cao hơn, như quâ trình bổ sung nguyín liệu nấu chín thực phẩm, thủy phđn tinh bột

- Bảo quản: câc phương phâp nhằm giảm ñến mức thấp nhất sự hư hao câc chất có giâ trị dinh dưỡng như quâ trình lăm lạnh ñông, diệt trùng bằng nhiệt…

- Hoăn thiện: câc phương phâp tạo cho sản phẩm có hình thức hay bao bì thích hợp, hấp dẫn người tiíu dùng

Với quan ñiểm năy có thể chọn cấu trúc của một quâ trình sản xuất thực phẩm tổng quât như sau:

a Chuẩn bị (Pcb

b Khai thâc (Pkt

c Chế biến (Pcb):

d Bảo quản (Pbq):

Các nhóm quá trình này có ý nghĩa tương tự như các nhóm thiết bị ( tổ hợp thiết bị) trong các dây chuyên sản xuất

Ví dụ: dây chuyền sản xuất nước quả nghiền:

Nguyên liệu

Rửa

Mục ñích công nghệ : thuộc nhóm quá trình

Chọn chuẩn bị chuẩn bị Pcb

Bóc vỏ tách hạt

ðun nóng

Chà nghiền Khai thác Pkt

Bổ sung phối chế

Bài khí Chế biến Pcb

ðồng hóa

Diệt trùng Bảo quản Pbq

Rót vào bao bì

Ghép kín Hoàn thiện sản phẩm Pht

Dán nhãn

2 Những nguyên tắc công nghệ và vận dụng trong sản xuất thực phẩm:

ðể chọn một phương pháp công nghệ tối ưu phải quan sát chú ý nhiều phương án khác nhau và so sánh các phương pháp khác nhau Có 11 nguyên tắc công nghệ và vận dụng nó trong sản xuất thực phẩm

1 Sử dụng nguyên vật liệu tiết kiệm nhất: Trong sản xuất thực phẩm chi phí nguyên vật liệu chiếm một phần rất lớn (50-95%) giá thành của sản phẩm Do ñó tận dụng ñược nguyên liệu

là một biện pháp chính ñể giảm chi phí

2 Rút ngắn chu kì sản xuất: Rút ngắn ñược chu kì sản xuất sẽ nâng cao ñược công suất của nhà máy, giảm ñược chi phí ñầu tư, giảm ñược diện tích lắp ráp thiết bị

Ví dụ: Trong sản xuất bia nếu rút ngắn ñược chu kì lên men sẽ giảm số thiết bị, nâng cao ñược công suất của nhà máy

3 Tận dụng năng lượng ñến mức cao nhất: Trong các nhà máy thực phẩm, năng lượng sử dụng rất nhiều ñể thực hiện các quá trình công nghệ, ñể vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm (nâng nhiệt, bơm, vận chuyển, ) Trong quá trình sản xuất, hiệu quả của việc tận dụng năng lượng của một quá trình công nghệ ñược ñánh giá bằng khối năng lượng tiết kiệm ñược

4 Tận dụng thiết bị tốt nhất: Cần phải sử dụng hết công suất của thiết bị và phải ñạt ñược

số sản phẩm cực ñại trong một ñơn vị thời gian Thiết bị cần phải chiếm một diện tích hoặc một thể tích không gian nhỏ nhất

Nếu vận dụng tốt nguyên tắc này thì sẽ giảm ñược các chi phí riêng vì vốn cố ñịnh không ñổi mà lượng sản phẩm thì tăng

5 Tận dụng nguyên liệu sẵn có ñể sản xuất những sản phẩm có chất lượng cao: Tức là phải tận dụng ñược những nguyên liệu sẵn có ñể sản xuất những mặt hàng có giá trị trên thị trường quốc tế hoặc tận dụng những nguyên liệu rẻ tiền, hoặc phế liệu ñể sản xuất những mặt hàng có giá trị

Nguyên tắc này giúp chúng ta tận dụng ñược nguyên liệu trong nước, tiết kiệm ñược những nguyên liệu nhập khẩu ñắt tiến mà vẫn có thể sản xuất ñược những mặt hàng có gía trị cao

6.Sử dụng tuần hoàn các chất thải: Có thể sử dụng các chất thải của nhà máy này ñể làm nguyên liệu phục vụ cho nhà máy khác hoặc phục vụ cho chính nhà máy mình Sử dụng chất thải

sẽ làm giảm bớt ô nhiểm môi trường và tận dụng hết nguyên liệu

7 Hợp lý hóa các yếu tố: thời vụ nguyên liệu, nhu cầu thực phẩm và sản xuất theo mức trung bình

Thời vụ nguyên liệu và nhu cầu thực phẩm bao giờ cùng mâu thuẩn với nhau ⇒ do ñó nên sản xuất theo mức trung bình Sản xuất theo mức trung bình ñều ñặn sẽ ñảm bảo chế biến hết nguyên liệu với mức sản xuất vừa phải và tận dụng ñược khả năng của thiết bị

8 Chọn công suất và ñịa ñiểm của nhà máy chio thích hợp: Khi chọn năng suất của nhà máy phải dựa vào nhiều yếu tố như: phương pháp sản xuất, mức ñộ tự ñộng hóa, trình ñộ công nghệ sản xuất, trữ lượng nguyên liệu, mức tiêu thụ và nhiều yếu tố khác Nói chung nhà máy có công suất lớn thì hiệu quả sẽ cao hơn nhà máy có công suất nhỏ

Khi chọn ñịa ñiểm xây dựng nhà máy phải ñảm bảo các yêu cầu:

- Gần nguồn nguyên liệu

- Gần ñường giao thông

- Gần nơi tiêu thụ

- Cung cấp ñủ hơi, ñiện, nước

- Có ñiều kiện ñịa lý thuận lợi

9 Chuyên môn hóa và liên hiệp hóa: ñể ñảm bảo cung cấp một khối lượng lớn thực phẩm trong một ñịa bàn dân cư rộng thì việc chuyên môn hóa và kết hợp ñối với một nhà máy thực

phẩm sẽ kinh tế hơn Khi chuyên môn hóa thì tiến hành sản xuất liên tục không cho nhà máy chết và sản phẩm có thể ñạt chất lượng cao hơn

10 Cơ khí hóa và tự ñộng hóa các quá trình sản xuất: giảm ñược sức lao ñộng của con người, bảo ñảm ñược sự ñồng ñều cho sản phẩm, nâng cao ñược năng suất của thiết bị và hiệu quả sử dụng tăng

11 Chọn phương án tối ưu: ta phải chọn phương án tối ưu nhưng phải phù hợp với tình hình cụ thể ðể chọn phương án tối ưu phải dựa vào trang thiết bị, dựa vào sự liên kết của các quá trình riêng lẽ, dựa vào các quy luật vật lý, hóa sinh học và các yếu tố khác ðể tối ưu hóa các thông số ảnh hưởng lẫn nhau có khi phải giải các bài toán hàm mục tiêu có nhiều biến

3 Phương thức lựa chọn dây chuyền công nghệ trong sản xuất TP- SH:

3.1 Chọn qui trình công nghệ:

- Giới thiệu các loại qui trình hiện có: Qua các giáo trình, sách báo, các tài liệu ñã ñược công

bố, ñọc và nghiên cứu kỹ qui trình sản xuất của các sản phẩm mà mình dự ñịnh thiết kế

- Nghiên cứu và phân tích những ưu khuyết ñiểm của qui trình này ở các nhà máy trong nước

- Chọn qui trnh công nghệ tối ưu

3.2 Thuyết minh qui trình công nghệ:

- Mục ñích ý nghĩa của từng giai ñoạn công nghệ

- Chế ñộ công nghệ và biện pháp thực hiện

3.3 Tính hoặc chọn các thiết bị phù hợp phục vụ cho yêu cầu công nghệ, nguyên lý vận hành và các yêu cầu kỹ thuật

3.4 Kiểm tra sản xuất

- Kiểm tra trong toàn bộ các công ñoạn của qui trình sản xuất

- Các chỉ tiêu cần xác ñịnh

- Các phương pháp xác ñịnh