Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm

Cô đặcCô đặc là phương pháp tách nước để làm tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm.. Lợi ích của cô đặc Tăng hàm lượng chất tan trong dung dịch Kéo dài thời hạn bảo quản Giảm chi p

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm

2.1 Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ học trong sản xuất thực phẩm

2.2 Cơ sở lý thuyết và các quá trình nhiệt trong sản xuất thực phẩm

2.2 Cơ sở lý thuyết và các quá trình nhiệt trong

sản xuất thực phẩm

2.2.1 Chần, hấp, đun nóng

hay vào dung dịch muối ăn, đường, axit nóng

bão hòa

nhiệt độ yêu cầu chế biến của giai đoạn sau, tạo điều kiện cho quá trình chế biến ở giai đoạn sau được dễ dàng

2.2.1 Chần, hấp, đun nóng

Mục đích:

+ Đình chỉ quá trình sinh hóa của NL và tiêu diệt VSV

+ Tránh hiện tượng biến mầu của sản phẩm

+ Tạo những biến đổi thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo

+ Đuổi bớt không khí trong gian bào của NL

+ Tăng tính thẩm thấu của tế bào

> 100

> 100 12,8

> 100 70,3 4,90

> 100 10,84 1,96

14,24 4,00 0,83

1,38 0,87 -

Sự biến đổi hàm lượng vitamin C (mg%) trong quá trình chần, hấp

Điều kiện xử lý Trước xử lý Sau xử lý Tỷ lệ tổn thất

Nước ở nhiệt độ 90 0 C Nước ở nhiệt độ 100 0 C Hơi nước ở nhiệt độ 100 0 C Hơi nước ở nhiệt độ 110 0 C

10,9 11,2 12,8 17,9

6,9 6,7 10,8 9,0

36,7 40,0 15,6 49,7

2.2.1 Chần, hấp, đun nóng

2.2.2 Sấy, hun khói

- S y đ i l u: ấ ố ư  Phươ ng pháp s y cho ti p xúc tr c ti p v t li u s y v i tác nhân s y là không ấ ế ự ế ậ ệ ấ ớ ấ khí nóng, khói lò,…

- S y ti p xúc: ấ ế  Là ph ươ ng pháp s y không cho tác nhân s y ti p xúc tr c ti p v t li u s y, ấ ấ ế ự ế ậ ệ ấ

mà tác nhân s y truy n nhi t cho v t li u s y gián ti p qua m t vách ngăn ấ ề ệ ậ ệ ấ ế ộ

- S y b ng tia h ng ngo i: ấ ằ ồ ạ  Phươ ng pháp s y dùng năng l ấ ượ ng c a tia h ng ngo i do ngu n ủ ồ ạ ồ nhi t phát ra truy n cho v t li u s y ệ ề ậ ệ ấ

- S y b ng dòng đi n cao t n: ấ ằ ệ ầ  Phươ ng pháp s y dùng năng l ấ ượ ng đi n tr ệ ườ ng có t n s cao ầ ố

đ đ t nóng trên toàn b chi u dày c a l p v t li u ể ố ộ ề ủ ớ ậ ệ

- S y l nh: ấ ạ  Là phươ ng pháp s y trong đi u ki n nhi t đ và m c a tác nhân s y th p h n ấ ề ệ ệ ộ ẩ ủ ấ ấ ơ nhi u so v i môi tr ề ớ ườ ng Nhi t đ th p đ đ m b o đ c tính c m quan c a s n ph m, còn ệ ộ ấ ể ả ả ặ ả ủ ả ẩ

m th p đ t o ra chênh l ch m, do đó m trong v t li u s thoát ra ngoài d dàng.

- S y thăng hoa: ấ  Ph ươ ng pháp s y trong đi u ki n môi tr ấ ề ệ ườ ng có đ chân không cao, nhi t ộ ệ

đ r t th p, nên m t do trong v t li u đóng băng và bay h i t tr ng thái r n thành h i ộ ấ ấ ẩ ự ậ ệ ơ ừ ạ ắ ơ không qua tr ng thái l ng ạ ỏ

- S y chân không: ấ  Là ph ươ ng pháp s y đ ấ ượ c v t li u không ch u đ ậ ệ ị ượ c nhi t đ cao hay d ệ ộ ễ

b oxy hoá, v t li u d b b i hay v t li u thoát ra dung môi quý c n thu h i và v t li u d ị ậ ệ ễ ị ụ ậ ệ ầ ồ ậ ệ ễ

n ổ

Sản phẩm sấy thăng hoa

2.2.2 Sấy, hun khói

2.2.2 Sấy, hun khói

+ Sấy khô nhằm tách bớt nước tạo điều kiện cho bám khói dễ dàng

+ Nấu chín: làm cho NL cá và thịt chín đồng thời tách một phần nước khỏi nguyên liệu

+ Hun khói: Làm cho khói bám cố định trên bề mặt nguyên liệu , NL có mùi vị đặc trưng và màu sắc đẹp

Thành phần của khói

-Methanol, Ethanol -Both of aliphatic and aromatic origin -Carbondioxide, Carbonmonoxide, Oxygen, Nitrogen

2.2.3 Nướng

vào sản phẩm chủ yếu bằng bức xạ

khoai…

2.2.4 Chiên, rán

- Độ rán biểu kiến: là tỷ lệ chênh lệch khối lượng giữa nguyên liệu

sau khi rán so với khối lượng nguyên liệu trước khi rán:

(%)

+ X- là độ rán biểu kiến, (%)

+ A - là khối lượng nguyên liệu trước khi rán (kg)

+ B - là khối lượng nguyên liệu sau khi rán (kg)

- Độ rán biểu kiến được dùng để kiểm tra hay tính toán các chỉ tiêu, định mức kinh tế kỹ thuật và tính năng suất thiết bị.

X

2.2.4 Chiên, rán

 Độ rán thực tế: là tỷ lệ chênh lệch khối lượng nguyên liệu

thực tế mất đi sau khi rán so với khối lượng nguyên liệu trước khi rán

X1 = [ (A- (B-m)) : A] x 100 (%)

X1 = [ (A- B + m) : A] x 100 (%)

X1- là độ rán thực tế (%)

m - là lượng dầu thấm vào nguyên liệu (kg)

A, B khối lượng nguyên liệu trước và sau khi rán

 Độ rán biểu kiến luôn thấp hơn độ rán thực tế, vì trong khi rán một phần nước bốc hơi nhưng nguyên liệu lại hút một phần dầu rán vào.

2.2.4 Chiên, rán

Quá trình tự oxy hóa xẩy ra khi bảo quản dầu mỡ ở nhiệt độ bình thường Nhiệt độ

môi trường càng cao, lượng oxy và a xít tự do trong dầu càng nhiều thì phản ứng xẩy

ra càng nhanh.

Quá trình oxy hóa nhiệt xẩy ra khi rán Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và sự có mặt

của oxy không khí, dầu sẽ bị oxy hóa mạnh Tốc độ oxy hóa nhiệt càng cao khi trong dầu có nhiều oxy, nhiều hơi nước, có một số ion kim loại như Cu…và khi dầu rán được sử dụng lại.

rượu, các hợp chất peroxide, aldehyt, keton, axit, ester v.v… Các aldehyt bị oxy hóa tiếp thành axit.

Quá trình polyme hóa xẩy ra trong môi trường dầu có nhiệt độ và áp suất cao Khi đó

các phân tử glyceride sẽ trùng hợp với nhau thành chất polyme có phân tử lớn

2.2.5 Sao, rang

và đối lưu nhiệt, nguyên liệu được đảo trộn liên tục để tăng hiệu quả truyền nhiệt đối lưu đồng thời cho nhiệt truyền vào đồng đều trong sản phẩm, sản phẩm vẫn còn

2.2.5 Sao, rang

 Biến đổi quá trình sao, rang:

+ Biến đổi vật lý: bay hơi nước, mầu sắc, kích thước + Biến đổi hóa học: phản ứng melanoidin-caramen, tổn thất chất khô, vô hoat enzyme, oxy hóa chất béo…

+ Biến đổi hóa sinh và vi sinh: enzyme và VSV bị vô hoạt

+ Biến đổi hóa lý: NL trở nên giòn xốp

+ Biến đổi cảm quan: hương vị, mầu sắc, bề mặt trơn

và nhẵn…

2.2.6 Cô đặc

Cô đặc là phương pháp tách nước để làm tăng hàm

lượng chất khô trong sản phẩm.

Lợi ích của

cô đặc

Tăng hàm lượng chất tan trong dung dịch

Kéo dài thời hạn bảo quản

Giảm chi phí vận chuyển, bao gói

Dự trữ nguyên liệu ở dạng bán thành phẩm

Phương pháp cô đặc

Phương pháp cô đặc

Kết tinh dung môi

Kết tinh dung môi

Thẩm thấu nghịch

Thẩm thấu nghịch

Phương pháp bốc hơi nước

Phương pháp bốc hơi nước

Phương pháp bốc hơi nước là phương pháp cô đặc

kinh tế và được dùng phổ biến nhất hiện nay trong

công nghiệp Quá trình cô đặc tiến hành ở trạng

thái sôi (bay hơi trong lòng chất lỏng), tại đó áp

suất hơi riêng phần của dung môi trên bề mặt dung

dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị

Phương pháp bốc hơi nước là phương pháp cô đặc

kinh tế và được dùng phổ biến nhất hiện nay trong

công nghiệp Quá trình cô đặc tiến hành ở trạng

thái sôi (bay hơi trong lòng chất lỏng), tại đó áp

suất hơi riêng phần của dung môi trên bề mặt dung

dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc chênh lệch nồng độ của hai dung dịch ở hai bên màng bán thấm.

Cô đặc bằng phương pháp kết tinh dung môi

(cô đặc lạnh) dựa trên nguyên tắc là làm lạnh dung dịch đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nó, từ đó nước bị đóng băng ở dạng rắn (đá) sẽ được tách ra khỏi dung dịch cần cô đặc và do đó nồng độ dung dịch cô đặc tăng lên

2.2.6 Cô đặc

Các phương pháp cô đặc Ưu điểm Nhược điểm

Cô đặc bằng phương pháp bốc hơi

nước - Phổ biến, có thể cô đặc nhiều loại dung dịch

- Kinh tế, giá thành rẻ, vận hành

dễ dàng;

- Có thể cô đặc đến nồng độ chất khô cao

- Giảm hoạt tính hoặc phá hủy những chất có hoạt tính sinh học không bền nhiệt;

- Chất lượng sản phẩm không cao: màu sắc, mùi vị…

Cô đặc bằng thẩm thấu nghịch - Giữ được các chất có hoạt tính

- Không giữ được các chất thơm;

Cô đặc bằng kết tinh dung môi - Giữ được gần như nguyên vẹn

các chất thơm và các chất có hoạt tính sinh học;

- Giảm tác động bất lợi của nhiệt

2.2.6 Cô đặc

Cô đặc bằng nhiệt dưới áp suất khí quyển

Quá trình cô đặc có 3 thông số cơ bản là: -Nhiệt độ sôi;

- Cường độ bốc hơi;

-Thời gian cô đặc.

Nhiệt độ sôi

nồng độ chất khô và tính chất lý, hoá của sản phẩm

nhiệt độ sôi của sản phẩm càng giảm Người ta tạo chân không trong thiết bị cô đặc để hạ nhiệt độ sôi của sản phẩm

2.2.6 Cô đặc

29

Thời gian cô đặc

 Phụ thuộc vào cường độ bốc hơi của sản phẩm và việc vận hành của thiết bị

độ bốc hơi lớn thì thời gian cô đặc ngắn

phẩm và hiệu suất sử dụng thiết bị thấp

Cường độ bốc hơi/ hệ số truyền nhiệt

 Tỉ lệ nghịch với nồng độ chất khô và độ nhớt lượng

không khí và khí trơ trong hơi nước và tỉ lệ thuận với nhiệt độ sôi, tốc độ tuần hoàn của sản phẩm

 Cường độ bốc hơi cao khi bề mặt truyền nhiệt sạch, ít, lượng nước ngưng tụ trong buồng đốt được thải ra

hoàn toàn và nhanh chóng

 Nguyên liệu nghiền mịn có hệ số truyền nhiệt lớn hơn nguyên liệu nghiền thô

 Nguyên liệu trước khi cô đặc thường được đun nóng, một mặt để giảm độ nhớt của sản phẩm, mặt khác để tránh hiện tượng giảm nhiệt độ đang sôi

2.2.6 Cô đặc

Thiết bị cô đặc được phân loại dựa theo các nguyên tắc:

 Số nồi cô: một nồi, hai nồi hay nhiều nồi;

 Áp suất làm việc: ở áp suất thường hay chân không;

 Chất tải nhiệt: hơi, điện hoặc lửa trực tiếp;

 Cấu tạo bộ phận truyền nhiệt: hai vỏ, ruột gà;

 Tính chất hoạt động: gián đoạn hay liên tục hoặc bán liên tục

Thiết bị cô đặc

Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị cô đặc liên tục dưới áp suất khí quyển

1-Thùng chứa dịch cần cô đặc; 2-Bơm; 3-Thiết bị gia nhiệt dạng tấm bản; 4-Thiết bị

đun nóng; 5- Thiết bị bốc hơi; 6-Thiết bị chưng cất; 7- Thiết bị ngưng tụ.

Thiết bị cô đặc

Thiết bị cô đặc chân không 1 nồi

Thiết bị cô đặc

Thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi

Thanh trùng bằng cách chiếu tia phân cực

Thanh trùng bằng cách chiếu

sáng

2.2.7 Thanh trùng, tiệt trùng

Nâng nhiệt độ của đồ hộp lên

2.2.7 Thanh trùng, tiệt trùng

a – A – B – C

Công thức: -p

t

 t - nhiệt độ thanh trùng, 0 C

nước, nếu thanh trùng bằng nước thì a = 0

khỏi bị biến dạng

(at)

2.2.7 Thanh trùng, tiệt trùng

Đồ thị biểu diễn của nhiệt độ trong thiết bị thanh trùng và nhiệt độ trung tâm hộp

Mối liên hệ giữa thời gian và nhiệt độ thanh trùng

Mối liên hệ giữa nhiệt độ thanh trùng và thời gian tiêu diệt Cl Botulinum

Đường cong sự tiêu diệt

của vi sinh vật theo thời

gian

Biểu diễn mối quan hệ giữa trị số D và Z

42

(giảm 10 lần ) vi sinh vật hoặc

bào tử, tại một nhiệt độ nhất

định D đặc trưng cho tính chịu

2.2.7 Thanh trùng, tiệt trùng

Sản phẩm không chua và ít chua (pH>4,5) –(1)

- Vi khuẩn chịu nhiệt (bảo tử)

- Vi khuẩn không chịu nhiệt (bào tử)

2,0-5 (1) 0,1-1,5 (1)

8-12 8-10 Sản phẩm chua (pH 4,0-4,5) – (2)

- Vi khuẩn chịu nhiệt (bảo tử)

- Vi khuẩn không chịu nhiệt (bào tử)

0,01-0,07 (1) 0,1-0,5 (2)

8-10 7-10 Sản phẩm rất chua (pH<4) – (3)

Vi khuẩn không chịu nhiệt (vi khuẩn không sinh

bào tử, nấm men, nấm mốc)

Trị số D và Z của một số loại vi sinh vật

Ghi chú (1) – thanh trùng ở 121 o C, (2) - thanh trùng ở 100 o C, (3) - thanh trùng ở 65 o C

Bài tập lớn

các quá trình cơ bản trong quy trình sản xuất nước nho ép