công nghệ chế biến lạnh thủy sản

HỆ SỐ DẪN NHIỆT  w/m.độ Hệ số dẫn nhiệt là đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền nhiệt giữa các điểm bên trong cấu trúc của thực phẩm  Nó được tính bằng lượng nhiệt truyền qua m

TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU

THUỶ SẢN

Nguyên liệu

Góc trượt Hình dạng

- Tấm phẳng: có bề dày nhỏ hơn rất nhiều

so với 2 chiều còn lại.

- Hình trụ: có chiều cao h lớn hơn rất nhiều

so với bề dày.

- Hình cầu: khoảng cách từ tâm đến các

điểm trên bề mặt là bằng nhau

Có 3 hình dạng chuẩn:

nhiều so với 2 chiều còn lại

nhiều so với bề dày

điểm trên bề mặt là bằng nhau

R

hR

Hình dạng thực phẩm có liên quan đến khả năng

HÌNH DẠNG HÌNH HỌC

So sánh khả năng trao đổi nhiệt

* Hình cầu: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra bề mặt

theo mọi hướng và là như nhau

* Hình trụ: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra ngoài theo

1 mặt phẳng

* Hình tấm phẳng: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra

ngoài theo 1 đường thẳng

 Vậy khả năng trao đổi nhiệt ở hình cầu lớn

nhất, ở tấm phẳng nhỏ nhất

Sử dụng chỉ số hình dạng (F/V) để hiệu chỉnh

việc tính toán thời gian làm lạnh vật thực theo

một dạng hình chuẩn nào gần với vâït thực nhất

Thực tế thực phẩm có rất nhiều dạng hình, người

ta phải đưa về hình dạng chuẩân bằêng cách cắt,

dùng khuôn bao gói, so sánh tương đương

 Để so sánh khả năng trao đổi nhiệt của 3 dạng

hình chuẩn trên phải có cùng ½ bề dày

HÌNH DẠNG HÌNH HỌC

GĨC TRƯỢT

 Định nghĩa: Góc trượt là gốc nghiêng của mặt

đỡ mà trên đó thực phẩm bắt đầu thay đổi trạng

thái giữa đứng yên và chuyển động dưới tác

động của trọng lực bản thân thực phẩm

 Ứng dụng trong thiết kế vận hành các thiết bị

vận chuyển thực phẩm từ thấp lên cao, từ cao

xuống thấp

 Góc trượt phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa bề

mặt thực phẩm và bề mặt đỡ, không phụ thuộc

vào kích thước của vật

KHỐI LƯỢNG RIÊNG

 Sự thay đổi KLR của sản phẩm xảy ra

sâu sắc khi nước trong sản phẩm bắt

đầu đĩng băng

cơng thức:

m u : khối lượng nước không đóng băng

m s : khối lượng chất khô

m i : khối lượng nước đã đóng băng

KHỐI LƯỢNG RIÊNG

i

i s

s u

1 1

916,4 913,5 906,7 902,7 894,3 884,9 880,0 876,0 874,2

1424,6 1413,3 1399,2 1386,4 1369,5 1358,2 1346,4 1337,2 1331,7

1743,4 1731,2 1719,8 1704,7 1691,5 1679,1 1668,8 1658,4 1649,3

NHIỆT DUNG RIÊNG

vị khối lượng thực phẩm trao đổi với

mơi trường bên ngồi để nhiệt độ của

nĩ thay đổi 1 độ

- Khi nước chưa đĩng băng

- Khi nước đĩng băng

 Khi nước trong thực phẩm chưa đóng băng

: Hàm lượng nước (ẩm trong thực phẩm)

 C phụ thuộc vào hàm lượng nước

C hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ

NHIỆT DUNG RIÊNG

 Khi nước trong thực phẩm đóng băng

- Khi nhiệt độ của nước đá giảm thì tỷ lệ nước

đóng băng tăng nên C giảm (giảm theo sự giảm

nhiệt độ)

- Ở một thời điểm nào đó ứng với tỷ lệ nước

đóng băng là W, ta có:

C = C’..(1-W)+C”(1-)+C”’..W

C”’: Nhiệt dung riêng của đá =2,2kj/kg.độ

NHIỆT DUNG RIÊNG

NHIỆT DUNG RIÊNG

thành phần của nguyên liệu

 NDR của một số thành phần tinh khiết trong TP

T

( 0 C) Nhiệt dung riêng (kJ/kg.0C)

Nước Protein Lipid Carbohydrat Tro

1,92 8 1,95 3 1,98 1 2,00 4 2,03 6 2,06 2

1,547 1,586 1,626 1,639 1,691 1,734 1,968 1,787 1,824

0,90 8 0,93 7 0,94 7 0,97 6 1,01 1,02 5 1,04

NHIỆT DUNG RIÊNG

 Nhiệt dung riêng trung bình của thực phẩm

trong quá trình làm đông



tđb: nhiệt độ của nước trong thực phẩm khi

bắt đầu đóng băng

38 , 1 84 , 0 1

, 2

 t2: nhiệt độ thực phẩm ở cuối quá trình làm

đông

t2= (tbm+ ttt)/2

 Ứng dụng: Tính toán nhiệt lượng của thực

phẩm trong các QT công nghệ lạnh thực

phẩm

db

db

t t

t t

t

2

2ln





NHIỆT DUNG RIÊNG

NHIỆT ĐỘ

 ĐN: là đại lượng dùng để biểu diễn trạng

thái nhiệt của vật rắn Hay nhiệt độ là đại

lượng đặc trưng cho mức độ chuyển động

của các phân tử, nguyên tử

 Bản chất của nhiệt độ giống như động

năng của các phân tử trong cấu trúc của

vật

 Đơn vị đo nhiệt độ: 0C, 0K, 0F

HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ)

 Hệ số dẫn nhiệt là đại lượng đặc trưng

cho khả năng truyền nhiệt giữa các điểm

bên trong cấu trúc của thực phẩm

 Nó được tính bằng lượng nhiệt truyền qua

một đơn vị thể tích dạng hình hộp lập

phương của thực phẩm, phương truyền

nhiệt vuông góc với 2 bề mặt có độ chênh

lệch nhiệt độ là 1độ, trong thời gian là 1

giây (s).

Cách xác định

 Khi nước trong thực phẩm chưa đóng băng

+ Đối với thực phẩm ít chất khí (không xốp)

 =’. +”(1-)

’: hệ số dẫn nhiệt của nước,( ’=0,605w/m.độ)

”: hệ số dẫn nhiệt của chất khô

(”=0,256w/m.độ)

- : hàm lượng nước

 không phụ thuộc vào nhiệt độ mà phụ thuộc

vào 

HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ

Khi nước trong thực phẩm đóng băng

 lúc này phụ thuộc vào nhiệt độ vì khi giảm nhiệt

độ thì tỷ lệ nước đóng băng w tăng (nước đá >

nước) nên  thực phẩm tăng

 = ’  (1-w)+ ”.w.(1-)+”’..w

’ : hệ số dẫn nhiệt của nước

” : hệ số dẫn nhiệt của nước đá

”’: hệ số dẫn nhiệt của chất khô

: hàm lượng nước

w : tổng lượng nước đóng băng.

HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ

Đối với thực phẩm xốp có chứa nhiều khí

 : khối lượng riêng của cá thể

 : khối lượng riêng hữu ích

: hàm lượng chất khô

HÀM NHIỆT kj/kg

 Định nghĩa: hàm nhiệt là đại lượng

đặc trưng cho trạng thái nhiệt của thực

phẩm

Hàm nhiệt của thực phẩm chính là nội

năng của một đơn vị khối lượng thực

phẩm.

 Không đo được enthalpy của thực

phẩm nhưng đo được sự biến thiên của

nội năng

 Aûnh hưởng của lạnh thường lên tế bào thực vật

- Co bề mặt.

- Độ nhớt của dịch tế bào tăng lên.

- Giảm hoạt độ của nước.

- Hoạt động của hệ enzime giảm

- Làm chậm/ngừng các phản ứng sinh hoá học bên trong cơ

thể.

- Mỗi loại thực vật có khả năng nhiệt khác nhau.

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI

VỚI TẾ BÀO SỐNG

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI

VỚI TẾ BÀO SỐNG

 Điều kiện bảo quản tối ưu của một số rau quả

Thực phẩm Nhiệt độ Độ ẩm tương đối

90 85-95 90-95 85-90 90-95 85-90 98-100 90-95

7-14 7-10 7-10 40-140 150-240 4-7 28-42 14-20

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI

VỚI TẾ BÀO SỐNG

 Aûnh hưởng của lạnh thường lên tế bào động vật

- Cũng có các hiện tượng co bề mặt

- Tăng độ nhớt dịch bào

- Hoạt độ nước giảm.

- Đối với động vật máu nóng : khả năng chịu lạnh kém :

chỉ cần giảm 4 0 C so với thân nhiệt bình thường thì nó sẽ

chết.

- Đối với động vật máu lạnh (ĐVTS) : khả năng chịu lạnh

tốt hơn

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI

VỚI TẾ BÀO SỐNG

 Aûnh hưởng của lạnh thường lên tế bào VSV

- Cũng có các hiện tượng co bề mặt, tăng độ

nhớt của dịch bào, awgiảm, giảm hoạt độ của

enzime…

- Do các biến đổi trên, hoạt động của VSV chậm

lại (bị ức chế hoạt động)

- Dưới nhiệt độ thích hợp của VSV cứ giảm 100C

thì hoạt động giảm 1/2-1/3

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI

- Nếu lạnh đông chậm, số tinh thể hình thành ít,

kích thướt to gây rách vở tế bào

- Nếu làm đông cực nhanh với tốc độ phù hợp

nước đóng băng tại vị trí tồn tại của nó nên ít

ảnh hưởng xấu đến TBTV

- Đa số TB TV chết khi nước đóng băng

ẢNH HƯỞNG LẠNH ĐÔNG LÊN

TẾ BÀO SỐNG

 Aûnh hưởng của lạnh đông lên tế bào

động vật.

-Các biến đổi bên trong cũng giống như tế bào

thực vật, khi nước đóng băng đa phần TB bị

chết

- Trường hợp đông cực nhanh theo một điều kiện

xacù định thì TB động vật tuy không còn hoạt

động nhưng vẫn còn sống và có thể phục hồi sự

sống khi được làm ấm ở điều kiện thích hợp

 Aûnh hưởng của lạnh đông lên tế bào

VSV

-VSV có cấu tạo và quá trình TĐC đơn giản, do

vậy, khả năng chịu nhiệt độ thấp và ảnh hưởng

của sự đóng băng nước trong qua trình làm đông

tốt hơn TV và ĐV

- Tuỳ nhiệt độ làm đông và mức độ đóng băng của

nước mà VSV sẽ ngừng hoạt động ở các nhiệt

độ khác nhau

ẢNH HƯỞNG LẠNH ĐƠNG LÊN

TẾ BÀO SỐNG

SỰ TẠO THÀNH NƯỚC VƠ

ĐỊNH HÌNH

 Nước có khả năng chuyển vào trạng thái vô định hình

(glass), không có cấu trúc tinh thể, do đó, nước không

có khả năng khuếch tán từ nơi này đến nơi khác và

không làm vỡ, rách cấu trúc tế bào, nó có thể giữ cho tế

bào sống lại được

 Do nước giảm mức năng lượng đột ngột, các phân tử

không kịp sắp xếp vào vị trí mạng Chúng ngừng chuyển

động và liên kết tạo thành chất rắn ở trạng thái tinh thể,

không có tính chất của tinh thể đá nên không gây ảnh

hưởng xấu đến tế bào.

MÔI TRƯỜNG LẠNH

MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ 1

MÔI TRƯỜNG LẠNH LỎNG 2

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN 3

Tại vị trí trao đổi nhiệt với thực phẩm thì

không khí lại nhận nhiệt làm giảm nhiệt

độ của thực phẩm

MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ

 Ưu, nhược điểm

 - Hệ số trao đổi nhiệt  bé

 - KK có chứa ẩm nên ảnh hưởng đến chất

lượng sản phẩm.

 - Trong kk có chứa O2, có khả năng gây OXH

sản phẩm

MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ

MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ

MƠI TRƯỜNG LẠNH LỎNG

 Là môi trường lạnh TĐN ở trạng

thái lỏng làm nhiệm vụ tải nhiệt

trực tiếp hoặc gián tiếp từ thực

phẩm ra môi trường ngoài.

Phương thức TĐN: đối lưu

MƠI TRƯỜNG LẠNH LỎNG

năng suất, giảm thời gian làm lạnh

nước t > 0)

đường sẽ gây nhiễm vị lạ cho sản

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN

nhiệt ra khỏi thực phẩm, trực tiếp hoặc

gián tiếp

tiếp : dàn lạnh bằng kim loại của các hệ

thống lạnh

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN

trực tiếp hoặc gián tiếp với thực phẩm

để lấy nhiệt nên hạn chế được sự tiếp

xúc với không khí, hạn chế ảnh hưởng

của không khí lên thực phẩm

chất và yêu cầu công nghệ

cho quá trình làm lạnh và bảo quản

lạnh

tăng lên gần 10% nhưng sau khi tạo

lượng riêng của nước đá lại tăng lên

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN

 Nước đá

riêng của nước đá giảm và hệ số dẫn

nhiệt tăng, độ cứng của đá tăng theo sự

giảm nhiệt độ thường ở –5 0C, nước đá

ở trạng thái rắn bền, nước chịu được lực

nén ≤ 36kg/cm2

đánh giá chất lượng của nước đá,Độ

trong suốt phụ thuộc vào tạp chất và

bọt khí

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN

- Khi trộn nước đá có kích thước nhỏ với

muối tinh thể thì sau một thời gian sẽ

tạo thành hỗn hợp có nhiệt độ thấp hơn

so với ban đầu của các thành phần

- Để làm lạnh và bảo quản lạnh thực

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN

Thuỷ sản

LÀM LẠNH VÀ BẢO QUẢN LẠNH

LÀM LẠNH THUỶ SẢN

Khái niệm LẠNH:

-Lạnh là khái niệm tương đối biểu thị sự giảm hàm

nhiệt xuống mức bình thường tự nhiên của nó

- Lạnh và nhiệt có cùng bản chất là biểu diễn sự

chuyển động của các phân tử, nguyên tử

- Mọi vật chất đều có khả năng tạo ra lạnh

- Năng suất lạnh được tính bằng LƯỢNG NHIỆT

thu vào của vật chất trong một đơn vị thời gian

NHIỆT ĐỘ

Nhiệt độ cao : > 40 0C

Nhiệt độ dương thấp : 0 0C 20 0Cthường gặp

trong quá trình làm lạnh

Nhiệt độ thấp : -70 0 0C thường gặp

trong quá trình làm đông

Nhiệt độ rất thấp : < -70 0C đông nhanh,

đông thâm độ

LÀM LẠNH THUỶ SẢN

LÀM LẠNH

Quá trình làm lạnh phân biệt với quá trình

làm đông chủ yếu là sự đóng băng của

nước

Làm lạnh thì sử dụng nhiệt độ chưa đến

nhiệt độ đóng băng của nước trong

nguyên liệu nên không gây ra sự kết tinh

nước

LÀM LẠNH THUỶ SẢN

Một số biến đổi của nguyên liệu thuỷ sản

trong quá trình làm lạnh

Vật lý Hố học Hố sinh VSV

Chủ yếu là OXH lipid

Các phản ứng

do enzyme Các phản ứng sinh hố: thuỷ phân Pro, Lipid, các hợp chất cao năng ATP

Các phản ứng màu: biến đen,…

Các phản ứng thối rửa.

Phụ thuộc vào nhiệt độ

Định luật về tốc độ làm lạnh

 Khái niệm:

- Tốc độ làm lạnh chính là mức độ

thay đổi nhiệt độ tại một điểm

bất kỳ bên trong thực phẩm tại

một thời điểm xác định

GĐ cân bằng nhiệt Lượng Q bé Thời gian dài

lạnh

GĐ làm lạnh cơ bản của QT Phụ thuộc trường nhiệt mơi trường lạnh Tốc độ thay đổi Q lớn

Q được lấy ra khỏi TP

v đi vo mơi trường lạnh

GĐ 3 là GĐ bảo quản lạnh Vậy: Q2 > Q3 , Q1

Định luật về tốc độ làm lạnh

 Xác định biểu thức của định luật

 Xét theo quá trình TĐN

t dQ

) (

1

).

(

.

.

0 0

t t d

dt

l

d t t dt

m d

 Phát biểu định luật :

Tại một điểm bất kỳ trong thực phẩm, ở

mỗi thời điểm xác định thì tốc độ làm

lạnh tỷ lệ thuận với độ chênh lệch

nhiệt độ giữa nhiệt độ của điểm đó với

nhiệt độ của môi trường lạnh.

Định luật về tốc độ làm lạnh

THỜI GIAN LÀM LẠNH

năng lượng, lựa chọn máy móc thiết bị

có năng lượng phù hợp

hoá quá trình sản xuất

PHƯƠNG PHÁP TÍNH THỜI GIAN

LÀM LẠNH

C t

t m

t t m

dt d

t t m

dt d

t t m d

1

) (

) (

) (

0 0

0 0









 t0 : Nhiệt độ môi trường làm lạnh

 c : nhiệt dung riêng của TP

 Theo công thức thực nghiệm

A : Hằng số phụ thuộc hình dạng thực phẩm

Đối với hình phẳng A = 1

0 1 2

t t

t t B

 Khái niệm:

 Chi phí lạnh là lượng nhiệt mà máy lạnh

lấy ra khỏi nguyên liệu để hạ nhiệt độ đầu về

nhiệt độ cuối

 Xác định chi phí lạnh:

 - Trong quá trình làm lạnh có những hao phí

lạnh khác: nhiệt bên ngoài xâm nhập vào (do

và các biến đổi hoá sinh trong thực

phẩm

và các biến đổi hoá sinh

CHI PHÍ LÀM LẠNH

Trong đó:

- q: Nhiệt lượng do các biến đổi hoá sinh

- g : Độ mất nước tương đối của thực phẩm

- r : Ẩn nhiệt hoá hơi của nước

- L : Nhiệt ngưng tụ và hoá tuyết của hơi

nước trên bề mặt dàn lạnh (nhiệt đông

- Nhiệt độ làm lạnh nguyên liệu

- Nhiệt độ cuối cùng của nguyên liệu

- Nhiệt độ làm lạnh của nguyên liệu được

xác định là nhiệt độ bề mặt nguyên liệu ở

cuối quá trình làm lạnh

- Tuỳ vào nguyên liệu, mục đích làm lạnh

mà ta chọn nhiệt độ cuối sao cho chi phí

lạnh và hao phí lạnh là bé nhất

- Nhiệt độ làm lạnh nguyên liệu TS: 0-40C

LÀM LẠNH BẰNG KHƠNG KHÍ

- Nhiệt độ không khí lạnh

- Liên quan đến nhiệt độ cuối của quá trình

làm lạnh và chất lượng nguyên liệu

- Chọn nhiệt độ không khí lạnh phù hợp giúp

cho quá trình trao đổi nhiệt xảy ra nhanh,

giảm thời gian làm lạnh, không gây những

biến đổi có hại cho nguyên liệu

- Độ chênh lệch nhiệt độ giữa thực phẩm với

không khí phải được tính toán dựa trên yếu tố

KINH TẾ và CHẤT LƯỢNG

LÀM LẠNH BẰNG KHƠNG KHÍ

Sự chuyển động của không khí (vận tốc không khí)

- Là quan trọng

+ v = 0: không khí tĩnh: TĐN đối lưu tự nhiên, α bé nên

thời gian kéo dài

+ v tăng: α tăng, thời gian làm lạnh giảm, nhưng:

- khả năng bay hơi nước tăng, làm giảm trọng lượng

- Chi phí năng lượng cho quạt tăng

LÀM LẠNH BẰNG KHƠNG KHÍ

 Độ ẩm của không khí.

- Độ ẩm của môi trường không khí liên quan đến

hoạt động của vi sinh vật và mức độ mất nước

của thực phẩm

Thực phẩm tươi dễ mất nước opt> 80%

khô dễ hút ẩm opt<80%

Hiện tượng hút ẩm tốt đối với rau quả tươi nhưng

không tốt đối với thực phẩm khô

LÀM LẠNH BẰNG KHƠNG KHÍ

 Thời gian bảo quản kéo dài

 Nước đá tan có tác dụng giữ ẩm cho thuỷ sản

 Một số tính chất vật lý có lợi của nước đá

 Nước đá có khả năng làm lạnh lớn

 Nước đá tan là một hệ tự điều chỉnh nhiệt độ

 Tiện lợi

 Ướp đá là phương pháp làm lạnh cơ động

 Nguyên liệu để sản xuất nước đá luôn sẵn có

 Nước đá là một phương pháp bảo quản thuỷ sản

tương đối rẻ tiền

LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC ĐÁ

Yêu cầu đối với nước đá

- Phải đảm bảo yêu cầu của nước dùng trong thực

phẩm

- Nước đá thường được làm ở nhiệt độ từ –50C đến

–70C nên vi sinh vật vẫn còn khả năng hoạt

động

- Nước đá có kích thướt phù hợp

- Tỷ lệ nước đá: thực phẩm phụ thuộc vào nhiệt

độ ban đầu và thời gian bảo quản

LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC ĐÁ

Đá dạng sệt

Những loại nước đá thường được sử dụng

LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC ĐÁ

 Yêu cầu đối với nguyên liệu.

- Trước khi làm lạnh nguyên liệu phải đảm

bảo làm sạch vi sinh vật và tạp chất

- Có kích thướt, chất lượng đồng đều để quá

trình TĐN đều và tránh việc lây nhiễm

vsv, tạp chất

LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC ĐÁ

Yêu cầu đối với các dụng cụ chứa đựng

-Đảm bảo vệ sinh và an toàn thực phẩm

- Vật liệu chế tạo dụng cụ phải dễ vệ sinh, không

gây phản ứng với thực phẩm

- Hình dạng và cấu tạo dễ làm vệ sinh, không có

chỗ làm ổ cho vsv tồn tại và phát triển

- Một số dụng cụ được cách nhiệt tốt để tránh hao

phí lạnh

LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC ĐÁ

Có 2 phương pháp ướp nước đá nguyên liệu:

1 Ướp nước đá trực tiếp: phù hợp cho