Đề tài ứng dụng các quá trình nhiệt trong chế biến rau trái

Nguyên tắc : Khi cho thực phẩm vào trong dầu nóng thì nhiệt độ bề mặt của sản phẩm sẽ tăngnhanh, nước sẽ bốc hơi từ đó tạo gradient ẩm trong lòng vật liệu, giúp cho sự dịchchuyển ẩm từ t

trong những yếu tố quan trọng khác của quá trình xử lý nhiệt là sự thay đổi về cấutrúc và mùi vị của thực phẩm từ đó tạo ra những dòng sản phẩm mới lạ và đặc trưnggóp phần đa dạng hóa sản phẩm giúp người tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn Đặc biệttrong lĩnh vực rau trái có nguồn nguyên liệu rất phong phú, tuy nhiên để tăng giá trị

và khai thác tiếm năng thì gần đây các nhà sản xuất đã tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng

có giá trị thương mại rất cao như mứt trái cây, jelly, jam, nước quả cô đặc Xử lýnhiệt là một quá trình không thể thiếu được trong các quy trình sản xuất đó, từ đó tathấy việc tiếp cận tìm hiểu và ứng dụng các quá trình xử lý nhiệt là một trong nhữngvấn đề rất cần thiết Bài báo cáo xin giới thiệu một số quá trình cơ bản ứng dụng nhiệttrong ngành công nghệ rau quả

II CHẦN

1 Nguyên tắc:

Chần là một phương pháp xử lý nhệt tương đối nhẹ nhàng Nguyên liệu đượcnhúng vào dung dịch chần hay hơi nước trong khoảng thời gian nhất định để đạt đượcmột số biến đổi mong muốn Dung dịch chần có thể là nước nóng, dung dịch đường,muối ăn hay acid nóng có hay không có bổ sung thêm một số hóa chất khác Quátrình xử lý bằng hơi nước còn được gọi là hấp

2 Mục đích:

 Chần, hấp giúp đình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu để màu sắccủa nguyên liệu không bị xấu Các nguyên liệu sau khi được sơ chế rất dễ bị sẩmmàu do phản ứng oxy hóa polyphenol thành quinon dưới tác dụng của các enzymeoxy hóa như peroxydase, polyoxydase làm giảm giá trị cảm quan Nhiệt độ chần ứcchế hệ enzyme oxy hóa và các enzyme khác trong nguyên liệu nhằm hạn chế các quátrình hô hấp, sinh khí ethylen của rau trái tươi tránh tổn thất chất dinh dưỡng

Hình 1: Bông cải tươi Hình 2: Bông cải sau khi chần

 Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếptheo được thuận lợi hơn

 Khi chần đậu khô, tinh bột hút nước trương nở và tăng thể tích 2 lần, tăng khốilượng 1,5 lần nên khi thanh trùng sẽ nhanh chín, dung dịch rót vào hộp không bị hútvào nguyên liệu, do đó có thể đảm bảo tỉ lệ cái nước cho sản phẩm

 Khi chần, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm cho việc bóc vỏ bỏhạt được nhanh và ít phế liệu.

Hình 3: Cà chua sau khi chần

 Trong sản purée, cà chua được chần trước lúc chà để quá trình bóc vỏ được dễdàng

 Một số loại rau, trái như vải, nhãn, súp lơ khi chần sẽ dẻo dai, không bị nhừ,nhũn hoặc giòn, gãy thuận tiện cho việc xếp hộp và hạn chế tổn thất các chất hòa tantrong quá trình chế biến tiếp theo

 Đuổi bớt khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế những ảnh hưởngbất lợi của oxy như: gây phồng hộp, ăn mòn hộp sắt (trong sản xuất rau trái đónghộp), oxy hóa vitamin hay xúc tác cho các phản ứng oxy hóa khác

 Loại trừ một số mùi vị không tốt của nguyên liệu

 Trong sản xuất đồ hộp cam, quýt, quá trình chần làm giảm hàm lượng cácglucoside gây vị đắng

 Chần giảm vị đắng trong măng, măng tây, cà tím; vị cay của ớt; giảm các hợpchất lưu huỳnh trong bắp cải, súp lơ…

 Chần làm tăng độ thẩm thấu chất nguyên sinh nên dịch bào dễ thoát ra khi ép(sản xuất nước ép trái cây) hay dịch rót dễ ngấm vào rau quả (sản xuất quả nướcđường, mứt miếng, rau dầm giấm )

 Khi chần trong dung dịch muối ăn hay acid, một số chất màu của nguyên liệu

bị phá hủy làm cho rau trái có màu sáng hơn

Hình 4: Sản phẩm sau khi chần

thủy của nó và tránh sự biến màu khi sấy hoặc lạnh đông.

3 Biến đổi của nguyên liệu:

Trong quá trình chần, nhiệt là nguyên nhân làm thay đổi giá trị cảm quan và dinhdưỡng của rau, trái Tuy nhiên, quá trình xử lý nhiệt không quá khắc khe nên biến đổikhông nhiều Thông thường thời gian và nhiệt độ chần được xem xét để đảm bảo ứcchế được enzyme nhưng vẫn giữa cho nguyên liệu không bị biến đổi xấu

a Giá trị dinh dưỡng:

Khoáng, vitamin tan trong nước và một số hợp chất tan trong nước khác dễ mấtmát khi chần Tổn thất khoảng 40% khoáng và vitamin (đặc biệt là vitamin C vàthiamin), phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ do quátrình oxy hóa Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%

Quá trình chần làm tăng thể tích các mao quản nên dịch bào dễ dàng thoát rangoài dẫn đến mất mát chất dinh dưỡng Vì vậy, để giảm bớt tổn thất chất hòa tantrong quả, người ta dùng nước đường có nồng độ xấp xỉ nồng độ chất khô của quả đểchần Tuy nhiên, nếu nồng độ đường cao thì quả dễ bị teo lại khi chần do mất nước.Nhiệt độ chần còn dẫn đến sự hồ hóa tinh bột, biến tính protein

Mức độ tổn thất giá trị dinh dưỡng phụ thuộc một vài yếu tố:

- Loại và độ chín của nguyên liệu

- Phương pháp sơ chế nguyên liệu (giai đoạn gọt vỏ, cắt lát…)

- Tỉ lệ S/V của nguyên liệu

- Tỉ lệ nước chần/nguyên liệu (trong giai đoạn chần và làm nguội).

b Màu, mùi và vị

Chần làm sáng màu một vài loại rau, trái bằng cách đuổi không khí và bụi bámtrên bề mặt vì vậy làm thay đổi bước sóng của ánh sáng phản xạ Một số hợp chấtmàu biến đổi do ảnh hưởng của nhiệt độ hay hòa tan trong nước chần Thời gian vànhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi màu sắc

Người ta thường cho thêm Na2CO3 (0,125% w/w) hoặc CaO vào nước chần tạomôi trường kiềm để bảo vệ chlorophyll giữ màu cho rau xanh, mặc dù sự tăng pH dẫnđến tăng mất mát acid ascorbic Táo và khoai tây đã cắt gọt được chần trong đungdịch muối loãng (2% w/w) để bảo vệ khỏi tác động của enzyne oxy hóa làm hóa nâu

bề mặt

Các cấu tử mùi rất nhạy cảm với nhiệt độ, do đó nhiệt độ chần quyết định mức độtổn thất mùi của sản phẩm Thường thời gian chần không quá dài nên mùi vị rau, tráikhông bị thay đổi quá sâu sắc

Như đã đề cập ở trên, quá trình chần giúp loại bỏ một số mùi vị không mongmuốn có trong rau, trái Một số chất đắng trong nguyên liệu (măng, măng tây, cà tím,cam, quýt…) có bản chất là glucoside sẽ bị thay đổi dưới tác dụng nhiệt làm mất vịđắng

c Cấu trúc

Dưới tác dụng của nhiệt độ và nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hòatan làm mềm cấu trúc của rau, trái Trong sản xuất đồ hộp, đây là một trong nhữngmục đích chính của quá trình chần để dễ dàng xếp hộp Đồng thời rau, trái cũng dễngấm dịch rót hơn Tuy nhiên, khi chần được xem là bước xử lý sơ bộ cho quá trìnhsấy hay lạnh đông thì đây là biến đổi không mong muốn Do vậy, người ta có thểthêm CaCl2 (1-2%) vào nước chần để tạo thành caxipectate không tan cũng cố sựvững chắc cho mô tế bào

Hình 5 : Một số sản phẩm sau chần

4 Thiết bị - Thực hiện:

Hai phương pháp chần được sử dụng phổ biến trong công nghiệp là chần bằng hơinước và chần bằng dung dịch chần Ngoài ra, còn có thể chần bằng vi sóng nhưngkhông được áp dụng trong sản xuất công nghiệp

Thiết bị chần bằng hơi và nước nóng tương đối đơn giản

4.1 Thiết bị chần hơi nước

Nhìn chung, chần bằng hơi nước là phương pháp thích hợp cho các loại rau, trái

sơ chế có S/V lớn để tránh tổn thất các thành phần hòa tan trong nước

- Thời gian: vài phút

- Làm lạnh nhanh

a Thiết bị chần tunnel

Hình 6: Thiết bị chần tunnelLoại thiết bị chần hơi đơn giản nhất gồm một băng tải lưới đưa nguyên liệu xuyênqua môi trường hơi nước bão hòa trong tunnel Thời gian lưu của nguyên liệu đượcđiều khiển thông qua tốc độ băng tải và chiều dài tunnel

Loại tunnel điển hình dài 15m; rộng 1- 1,5 m

Hiệu quả sử dụng năng lượng tăng 19% khi có thêm các vòi phun nước ở đầu vào

và đầu ra của nguyên liệu để bổ sung lượng hơi mất mát Mặt khác, nguyên liệu cóthể đưa vào lấy ra thông qua một bể nước hay van quay roto để tránh tổn thất hơi vàtăng hiệu quả sử dụng năng lượng lên 27%

b Thiết bị chần dạng trống:

Hình 7: Thiết bị chần dạng trốngNguyên liệu và hơi được nạp vào thiết bị dạng trống, hình trụ nằm ngang Trốnghình trụ quay giúp đảo trộn hơi và nguyên liệu tăng bề mặt tiếp xúc để quá trìnhtruyền nhiệt diễn ra hiệu quả

c Thiết bị chần sản phẩm dạng rời IQB (Individual Quickly Blanching):

Hình 8: Mô hình thiết bị chần IQBCấu tạo thiết bị gồm một gầu tải có vỏ bọc tránh mất mát hơi đưa nguyên liệu vàovùng gia nhiệt sơ bộ Sau đó nguyên liệu được chuyển sang băng tải để chần với hơinước Trước khi vào vùng làm nguội, nguyên liệu được giữ nhiệt trên một băng tảikhác Vùng làm nguội có vòi phun sương để bão hòa ẩm cho không khí lạnh tránh sựbay hơi ẩm của nguyên liệu và giảm hiện tượng chảy dịch bào Thiết bị IQB điển hình

có năng suất 4500 Kg nguyên liệu/h

Trong thiết bị chần truyền thống, các lớp nguyên liệu không được gia nhiệt đồng

bộ Do đó nhiệt độ và thời gian để đảm bảo ức chế enzyme và vi sinh vật của lớpnguyên liệu bên trong sẽ dẫn đến sự quá nhiệt của các lớp bên ngoài làm biến đổi sâusắc rau, trái

Thiết bị chần IQB có thể khắc phục nhược điểm nói trên Nguyên liệu được gianhệt nhanh theo từng lớp mỏng để đạt được nhệt độ có thể ức chế enzyme, sau đóchuyển sang vùng giữ nhiệt để đảm bảo đúng thời gian chần mong muốn

Thời gian chần trong thiết bị này nhanh hơn nhờ đó tăng hiệu quả sử dụng nănglượng Khối lượng nguyên liệu tăng từ 0,5 Kg nguyên liệu/1Kg hơi (thiết bị cũ) lên 6– 7 Kg nguyên liệu/1 Kg hơi (thiết bị IQB) đối với các sản phẩm như đậu Hà Lan, càrốt xắt lát

Trong thiết bị IQB có thể gia nhiệt sơ bộ bằng không khí nóng (65oC) giảm tổnthất dinh dưỡng 85% với đậu xanh, 75% với bắp cải bruxen, 61% với đậu Hà Lan,50% với đậu Lima và không giảm năng suất chần

d Thiết bị chần gián đoạn tầng sôi:

Dùng hỗn hợp không khí và hơi chuyển động với vận tốc 4,5 m/s thổi và gia nhiệtđồng thời cho nguyên liệu Thiết bị được thiết kế để nguyên liệu ở trạng thái lơ lửng

và gia nhiệt đồng bộ đến khi đạt yêu cầu

Thiết bị này không phổ biến trong công nghiêp nhưng chúng có một số ưu điểm:

- Gia nhiệt nhanh và đồng bộ

- Trộn đều sản phẩm

- Giảm thể tích mao quản tránh thất thoát dịch bào

- Rút ngắn thời gian, giảm thiểu sự mất mát vitamin và các thành phần nhạycảm với nhiệt độ

4.2 Thiết bị chần bằng nước nóng

Khi chần bằng dung dịch thường tổn thất chất dinh dưỡng mhiều hơn chần bằng

- Thời gian: 3- 15 phút.

- Làm lạnh nhanh

a Thiết bị dạng cánh guồng:

Hình 9: Thiết bị chần cánh guồngNguyên liệu đưa vào thiết bị nằm ngang chứa nước chần Cánh guồng quay đẩynguyên liệu đi dọc theo chiều dài thiết bị Tốc độ quay và chiều dài thiết bị quyết địnhthời gian chần

Nước chần có thể được gian nhiệt bằng cách sục hơi trực tiếp hay gia nhiệt giántiếp bằng thiết bị bên ngoài

b Thiết bị chần IQB:

Hình 10: Thiết bị chần nước nóng IQBBăng tải sẽ đưa nguyên liệu qua các vùng: gia nhiệt sợ bộ, chần và làm nguội.Rau, trái được giữ trên băng tải không bị xáo trộn tránh các mối nguy do va chạm cơhọc

Ở thiết bị này, có sự trao đổi nhiệt giữa các vùng gia nhiệt sơ bộ và vùng làmnguội sơ bộ Cụ thể, nước ở vùng làm nguội đầu tiên có thể đem đi gia nhiệt sơ bộnguyên liệu để tiết kiệm và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng

 Sản xuất puree cà chua, xoài…

 Sản xuất rau, trái đóng hộp, ngâm tẩm

 Một số ví dụ ứng dụng quá trình chần :

Quá trình chần phá hủy chất màu tránh làm cho súp lơ có sắc vàng hay xanh, vàloại trừ những hợp chất sunfua tránh cho sản phẩm có màu nâu (do tạo ra SnS) haymàu đen (do tạo ra FeS) do phản ứng của hợp chất sunfua với thiếc và sắt của vỏ hộp.Sau khi rửa, súp lơ được cắt rời những nhánh hoa rồi đem chần 2 – 3 phút trongnước sôi có pha 2% NaCl và 0,05% acid citric Nước và muối dùng chần không đượcchứa sắt và đồng

Để giữ màu trắng có thể ngâm súp lơ trong dung dịch SO2 0,12 – 0,15% trong 30phút, sau đó khử SO2 bằng cách chần lại trong nước sôi Hàm lượng acid sunfurơ tự

do trong sản phẩm không quá 0,002%

Hình 11: Đậu phụng sau chần

thành phần của sản phẩm.

2 Nguyên tắc :

Khi cho thực phẩm vào trong dầu nóng thì nhiệt độ bề mặt của sản phẩm sẽ tăngnhanh, nước sẽ bốc hơi từ đó tạo gradient ẩm trong lòng vật liệu, giúp cho sự dịchchuyển ẩm từ trong lòng vật liệu lên trên bề mặt Khi tốc độ bay hơi trên bề mặt sảnphẩm thấp hơn tốc độ dịch chuyển ẩm thì bề mặt sản phẩm sẽ từ từ khô đi, nhiệt độcủa nó tăng dần lên đến nhiệt độ của dầu (1500-1800C) và từ đó hình thành lớp vỏcứng bên ngoài (crust) đặc trưng cho sản phẩm chiên Cơ chế của quá trình tách ẩmtương tự như trong quá trình sấy nhưng do nhiệt độ cao của dầu nên sẽ tạo ra nhiềubiến đổi phức tạp hơn Chính những biến đổi này sẽ làm cho sản phẩm chiên có cấutrúc, màu sắc và mùi vị đặc trưng

Hiệu quả của quá trình truyền nhiệt phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữadầu và vật liệu chiên, hệ số truyền nhiệt của sản phẩm Lớp vỏ cứng bên ngoài saukhi được hình thành sẽ có cấu trúc xốp bao gồm nhiều mao quản có kích thước khácnhau Trong suốt quá trình chiên thì nước sẽ bay hơi theo các mao quản từ đó dầu sẽkhuếch tán vào trở thành một thành phần của sản phẩm chiên

Hình 12: Giản đổ truyền nhiệt và ẩm trong suốt quá trình chiên

Hình 13: Biểu đồ thể hiện vị trí của dầu trong sản phẩm.

3 Mục đích:

Chiên đóng vai trò chế biến làm thay đổi thành phần sản phẩm, dưới tác dụng củanhiệt độ cao thì protein và một số chất khác sẽ bị biến đổi trở nên dễ tiêu hoá và hấpthụ hơn Bên cạnh đó dưới tác dụng của nhiệt độ cao thì toàn bộ enzyme và vi sinhvật sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn, sự bốc hơi nước làm giảm hàm ẩm trong sản phẩm gópphần kéo dài thời gian bảo quản Thông thường đối với một số sản phẩm chiên nhưkhoai tây chiên hay snack thì thời gian bảo quản khoảng 12 tháng ở nhiệt độ thường

4 Các biến đổi trong quá trình chiên:

a Đối với nguyên liệu :

Khi sản phẩm được nhúng vào trong dầu thì trong lòng vật liệu sẽ xuất hiện mộtgradient nhiệt độ từ bề mặt vào đến tâm của sản phẩm, từ đó sẽ làm bay hơi nước tạođiều kiện cho dầu khuếch tán vào bên trong sản phẩm làm thay đổi thể tích và tỉ trọngcủa sản phẩm Dưới tác dụng của nhiệt độ cao thì một số phản ứng hoá học xảy ranhư phản ứng Maillard, phản ứng caramel và một số phản ứng khác như phản ứng oxihóa khử phân hủy các vitamin, các phản ứng thủy phân từ đó tạo ra các tính chất đặctrưng cho sản phẩm về cấu trúc, mùi vị và màu sắc

b Đối với dầu :

Trong quá trình chiên thì dầu cũng sẽ bị biến đổi Ba biến đổi chính của dầu là:

Hình 14: Phản ứng oxi hóa xảy ra trong dầu.

Do trong quá trình oxi hóa có tạo ra một số hợp chất không bay hơi như dimerhay polimer từ đó chúng sẽ biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ tạo ra các hợp chấtmạch vòng làm tăng độ nhớt của dầu Trong giai đoạn đầu sự tạo thành các hợp chấtnày giúp hỗ trợ cho việc tạo lớp vỏ cứng bên ngoài vật liệu tuy nhiên nếu các hợpchất này tạo ra quá nhiều thì sẽ làm tăng độ nhớt của dầu từ đó làm giảm hiệu quảtruyền nhiệt, giảm hiệu quả của quá trình chiên

Để tăng hiệu quả của quá trình chiên người ta có thể dùng một số biện pháp sau:

 Chọn phương pháp thực hiện và tổ chức hợp lý

 Sử dụng chất phụ gia: nhằm mục đích giúp cho dầu ít bị biến đổi dưới tácdụng của nhiệt độ và các tác nhân oxi hóa, kéo dài thời gian sử dụng của dầu; đốivới sản phẩm thì giúp cho sản phẩm có hương vị và cấu trúc tốt hơn, giảm tối đahàm lượng các chất độc hại có mặt trong sản phẩm, giảm thiểu lượng dầu sử dụngcho quá trình

 Chất chống oxi hoá như (BHT, BHA, gallate, TBHQ…)

 Các hợp chất chelating như DMPS để hấp thu các ion kim loại

 Chất tạo nhũ như: các ester của acid béo; citric ester, lactic ester, tartaricester của mono- và diglycerides, lecithine, polyglycerolester Vai trò của chất tạonhũ là làm tăng sự tương tác giữa vật liệu chiên và dầu, cải thiện cấu trúc của sảnphẩm chiên, giảm sự sủi bọt và dầu bị bắn ra nhưng nó có nhược điểm là làm tănghàm lượng dầu có trong sản phẩm

Hình 16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa tốc độ tạo thành acrylamide với số lần tái sử

dụng dầu

Hình 17: so sánh giữa sản phẩm có và không có phun chất tạo nhũ

Ngoài ta ta còn sử dụng một số chất hấp phụ giúp hỗ trợ cho quá trình lọc dầu khi

ta hoàn lưu dầu tái sử dụng như calcium silicate, calcium carbonate, mageniumsilicate, silica, betonite, cellulose …

5 Các yếu tố ảnh hưởng:

 Ảnh hưởng của quá trình:

 Nhiệt độ chiên

 Phương pháp thực hiện: gián đoạn hay liên tục

chất và phụ gia có trong dầu

 Ảnh hưởng của sản phẩm chiên:

 Đặc điểm vật lý và thành phần hoá học của sản phẩm

 Một số gia vị và phụ gia có trong nguyên liệu

6 Phương pháp thực hiện:

Phương pháp này thích hợp cho các sản phẩm có diện tích bề mặt lớn Nhiệt đượctruyền qua thực phẩm chủ yếu qua cơ chế dẫn nhiệt từ bề mặt nóng của chảo chiênqua lớp dầu rồi đến sản phẩm Hiệu quả truyền nhiệt phụ thuộc vào bề dày của lớpdầu trong chảo

Trong quá trình chiên, bọt khí tạo thành trong dầu do sự bay hơi sẽ nâng sảnphẩm lên khỏi bề mặt truyền nhiệt của chảo chiên từ đó sẽ làm cho nhiệt độ của sảnphẩm không được đồng đều Hệ số truyền nhiệt của phương pháp này vào khoảng200-450 W/m2K

Hình 18: Chiên bề mặt và chiên bề sâu

Sản phẩm được nhúng ngập trong dầu vì thế mà toàn bộ sản phẩm đều được gianhiệt đồng đều từ đó tạo ra cấu trúc đồng nhất cho sản phẩm về màu sắc và mùi vị.Phương pháp này có thể sử dụng cho mọi loại thực phẩm với hình dáng và kích thướckhác nhau, tuy nhiên đối với một số sản phẩm có diện tích bề mặt lớn thì lượng dầu

có mặt trong sản phẩm sẽ rất cao Hệ số truyền nhiệt của phương pháp này từ 300W/m2K đến 800-1000W/m2K

Chiên bề sâu có thể thực hiện theo phương pháp gián đoạn hay liên tục:

 Thiết bị chiên gián đoạn:

 Thiết bị chiên liên tục:

Hình 19: Ảnh một số thiết bị chiên.

Ngoài ra để tăng giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm người ta có thểtiến hành chiên chân không dưới tác dụng của nhiệt độ thấp để hạn chế các quá trìnhbiến đổi trong sản phẩm đồng thời hạn chế quá trình oxi hóa của dầu giúp làm tăngthời gian sử dụng, giảm lượng dầu trong sản phẩm gần 42% so với cách thôngthường

Hình 20: Một số sản phẩm sấy chân không

7 Một số quy trình sản xuất sản phẩm:

 Khoai tây chiên:

Khoai tây  rửa  gọt vỏ  cắt miếng tạo hình  rửa  chần  tách nước chiên  tách dầu  kiểm tra  tẩm gia vị  đóng gói

Hình 21:Quy trình sản xuất khoai tây chiên (chip)

 Thuyết minh quy trình:

Bước 1: vận chuyển toàn bộ khoai tây từ nơi trồng trọt đến nhà máy

Bước 2-gọt vỏ: phương pháp sử dụng chủ yếu là dùng hơi nước, ta cho toàn bộ củkhoai tây vào một nồi thanh trùng lớn có nhiệt độ rất cao Sau một khoảng thời gianngắn lớp vỏ khoai tây sẽ tự động tróc ra.

Bước 3- kiểm định nguyên liệu lần 1: sau khi vỏ đã được gọt, toàn bộ nguyên liệu

sẽ được vận chuyển qua băng chuyền để kiểm định chất lượng

Bước 4 – tạo hình: toàn bộ khoai tây được bơm qua một con dao cắt để tạo hìnhsản phẩm với vận tốc khoảng 80 km/h

Bước 5 – kiểm định lần 2: quá trình kiểm định này sẽ loại bỏ toàn bộ những mảnhkhoai tây vụn hay những miếng khoai tây được cắt ra từ hai đầu của củ cũng nhưnhưng mảnh khoai tây bị thâm đen không phát hiện được trong lần kiểm định đầu.Việc loại bỏ các miếng khoai tây bị thâm đen được tự động hóa nhờ camera vàdetector

Bước 6 – Chần: nguyên liệu đạt tiêu chuẩn sẽ được cho qua một thùng lớn chứanước nóng để thực hiện quá trình chần

Bước 7 – làm khô: nguyên liệu sau khi chần sẽ được vận chuyển trên băng tải quamột thiết bị làm khô Thiết bị này sẽ thổi luồng không khí nóng ra để loại một phầnnước có trong nguyên liệu

Bước 8 – chiên: sản phẩm sẽ được đi qua thiết bị chiên trong khoảng thời gian từ3-4 phút

Bước 9 – làm ráo dầu và tẩm gia vị: sản phẩm sẽ được tẩm gia vị đưòng muối đểtạo hương vị hài hoà cho sản phẩm

Nghiền thành bột (rồi tạo hình) Nướng sản phẩm

 Bột mì:

Nướng sản phẩm

IV SẤY :

1 Bản chất :

Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu Quá trình này

có thể tiến hành bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió.Ngoài ra ta còn có thể tiến hành bằng các quá trình sấy nhân tạo (dùng nguồn nănglượng do con người tạo ra)

2 Nguyên tắc :

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao thì hơi nước từ bề mặt vật liệu sấy sẽ di chuyển vàkhuếch tán vào lớp không khí ngay sát trên bề mặt vật liệu sấy Quá trình khuếch tánnày có thể di chuyển được 90% lượng ẩm Khi bay hơi ẩm trên bề mặt vật liệu sấy thìtrong lòng vật liệu xuất hiện gradient độ ẩm tạo điều kiện cho sự di chuyển ẩm từ cáclớp bên trong vật liệu đến bề mặt Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy thì do độ ẩm bêntrong vật liệu lớn đảm bảo cho vận tốc di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu ra bề mặt vậtliệu lớn hơn vận tốc khuếch tán ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường không khí xungquanh Nhưng sau đó bề mặt vật liệu giảm dần đến độ ẩm hút nước của vật liệu và tiếptục giảm Bắt đầu từ giai đoạn này thì vật liệu thường co ngót không đều và bề mặt bayhơi thường di chuyển sâu dần vào bên trong lòng vật liệu lúc đó thì ẩm mao quản vàmột phần ẩm liên kết hấp phụ di chuyển ở dạng hơi Các lớp vật liệu được khô dần từ

bề mặt vật liệu trở vào tâm

3 Mục đích :

Quá trình sấy làm giảm hàm ẩm của vật liệu từ đó góp phần ức chế vi sinh vật, tăngthời gian bảo quản sản phẩm Bên cạnh đó dưới tác dụng của nhiệt độ thì sẽ có một sốbiến đổi xảy ra góp phần tạo cấu trúc cho sản phẩm

Mục đích chính của quá trình sấy là kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm bằng cáchgiảm hoạt độ của nước, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật và hoạt động củaenzyme Tuy nhiên quá trình sấy chỉ mang tính ức chế tạm thời chứ không vô hoạt hoàntoàn hoạt động của chúng Vì thế nếu trong quá trình bao gói hay vận chuyển ta làmtăng hàm ẩm thì sẽ hoạt hóa sự hoạt động trở lại của vi sinh vật Bên cạnh đó quá trìnhsấy còn có mục đích làm giảm khối lượng và thể tích của sản phẩm từ đó giúp giảmthiểu chi phí vận chuyển, bao gói và bảo quản Bên cạnh những ưu điểm đó thì quátrình sấy sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng mùi vị, màu sắc và giá trị dinh dưỡngcủa sản phẩm Vì vậy trong sản xuất ta phải tìm mọi cách giảm thiểu tối đa những tác

vật liệu sấy vào không khí Từ đó tạo gradient ẩm để nước bốc hơi Lớp không khígiới hạn này ngăn cản sự truyền nhiệt và ẩm của quá trình Chiều dày của lớp khôngkhí này được quyết định bởi vận tốc của dòng khí, vận tốc dòng khí càng nhỏ thìlớp giới hạn này càng dày từ đó hiệu quả truyền nhiệt và tốc độ tách ẩm càng kém.

 Bên cạnh đó, đối với một số sản phẩm nhà sản xuất đã tăng cường khả năngtách ẩm của vật liệu bằng cách nhúng sản phẩm vào trong dung dịch có nồng độđường hay muối cao tạo áp suất thẩm thấu giúp hỗ trợ cho quá trình tách ẩm củanguyên liệu

 Thành phần và cấu trúc của thực phẩm: cũng ảnh hưởng đáng kể đến khảnăng tách ẩm ví dụ như cấu trúc từng bó sợi của cellulose trong rau hay proteintrong thịt xếp thành từng thớ giúp cho quá trình tách ẩm theo chiều dài sẽ dễ hơntheo chiều ngang Tương tự như vậy thì ẩm nằm trong gian bào sẽ dễ dàng bay hơihơn so với lượng ẩm nằm trong tế bào sinh vật Các quá trình chần hay nghiền, cắtlàm giảm kích thước của vật liệu sấy cũng làm tăng tốc độ của quá trình sấy

 Lượng sản phẩm đặt vào trong thiết bị sấy: lượng sản phẩm càng nhỏ thì quátrình sấy càng nhanh nhưng sẽ làm cho năng suất thiết bị thấp, vì thế ta nên chọnlượng thực phẩm phù hợp để đem lại hiệu quả cao nhất

 Thiết bị sấy sử dụng: mỗi thiết bị có năng suất và nguyên tắc hoạt động khácnhau, từ đó thời gian sấy và cấu trúc sản phẩm sẽ khác nhau

5 Phương pháp thực hiện :

a Máy sấy kiểu băng tải :

Gồm một phòng sấy hình khối chữ nhật, phía trong có một hoặc một số băng vô tậnchuyển động nhờ tang quay chủ động và bị động (tang chủ động là tang lắp với cơ cấutruyền động của động cơ để kéo băng vô tận, còn tang bị động là tang quay theo Băngđược tựa trên các con lăn để băng không bị võng Băng thường làm bằng sợi bông tẩmcao su, bằng thép hay lưới kim loại Không khí được hút vào cửa phía dưới và đốt nóngđến nhiệt độ cần thiết nhờ caloriphe Vật liệu sấy được cấp vào liên tục ở phễu nạp liệu

và được cấp định lượng qua cơ cấu cấp liệu Nếu máy sấy có một băng thì sấy khôngđều vì vật liệu không được đảo trộn Do đó thiết bị sấy có nhiều băng tải được sử dụngphổ biến hơn Ở loại thiết bị này vật liệu từ băng trên di chuyển đến cuối thiết bị bênphải thì đổ xuống băng chuyền dưới chuyển động theo hướng ngược lại, đi đến băngcuối cùng thì vật liệu khô được đổ ra ngăn chứa sản phẩm

Không khí nóng đi ngược với chuyển động của băng hoặc đi từ dưới lên xuyên quabăng chuyền và vật liệu sấy Để quá trình sấy được tốt, cho tác nhân sấy chuyển độngvới vận tốc lớn khoảng 3m/s, còn băng di chuyển với vận tốc 0.3-0.6 m/ph

Vùng nhập liệu Vùng chuyển tiếp Vùng tháo liệu

Hình 22: Máy sấy băng tải

để tăng hiệu quả của quá trình tách ẩm Ưu điểm của hệ thống này là tính linh động, ta

dễ dàng điều khiển các thông số để phục vụ cho các quy trình và nguyên liệu khácnhau, ngoài ra còn đảm bảo các giá trị cảm quan và dinh dưỡng cho sản phẩm đặc biệt

là đối với các sản phẩm rau quả

Hình 23: Một số sản phẩm sấy

b Sấy buồng (cabinet dryer hay tray drier ):

Buồng sấy được cách nhiệt, trong đó có xếo những khay đục lỗ , vật liệu sấy sẽđược đặt trên khay với bề dày từ 2-6 cm Không khí nóng sẽ được quạt thổi với vận tốckhoảng 0.5-5 m/s qua một hệ thống các ống dẫn và các tấm chắn để định hướng dòngkhông khí nóng chuyển động theo phương nằm ngang giữa các giá đựng vật liệu.Không khí nóng có thể được gia nhiệt thêm bằng các bộ phận đốt nóng trung gian đặt ởphía trên hay dọc thiết bị Thiết bị này thường được sử dụng cho quy mô sản xuất nhỏ(khoảng 1-20 tấn/ ngày) Ưu điểm của thiết bị này là cấu tạo đơn giản nhưng nó cónhược điểm là vật liệu sấy không được đảo trộn đều trong quá trình sấy; quá trìnhtruyền nhiệt không đều do những khay tiếp xúc trước với tác nhân sấy sẽ được gia nhiệttrong thời gian dài hơn, vì thế để khắc phục ta phải thường xuyên đổi vị trí các khay vớinhau; quá trình không liên tục nên khi nạp vật liệu vào và tháo vật liệu ra tổn thất nhiệtlớn vì phải mở cửa phòng; điều kiện làm việc nặng nhọc không đảm bảo vệ sinh, khókiểm tra quá trình

Hình 24: Thiết bị sấy xoài Hình 25: Khoai tây sấy Hình 26: Rau quả sấy

c Thiết bị sấy phun:

Thiết bị này thường dùng để sấy các vật liệu dạng lỏng hoạt động theo nguyên tắcphun vật liệu lỏng thành bụi Quá trình sấy xảy ra nhanh đến mức không kịp đốt nóngvật liệu đến giới hạn cho phép, sản phẩm thu được ở dạng bột mịn sau đó không cầnnghiền như bột trái cây, sữa bột

Cường độ quá trình sấy trong các thiết bị sấy phun tỷ lệ thuận với bề mặt tiếp xúcgiữa các hạt vật liệu với tác nhân sấy tức là phụ thuộc độ phân tán của vật liệu sấy đượcphun thành bụi Người ta dùng một trong ba phương pháp sau đây để phun chất lỏngthành bụi:

Ly tâm: cho chất lỏng rơi vào một đĩa quay nhanh 2000-5000 vòng/phút, dưới tác

dụng của lực quán tính ly tâm do đĩa quay, chất lỏng bị văng ra thành những hạt nhỏ.Phương pháp này có thể phun chất lỏng nhớt hay huyền phù thành bụi (hạt nhỏ)

Cơ khí: dùng những vòi phun trong đó chất lỏng được đẩy bằng bơm áp suất tới

200 at Để phun đều người ta cấu tạo những vòi phun có đường kính nhỏ hơn 0.5 mmvới lưu lượng lớn nhất là 100l/h Vì vậy những loại này không thích hợp với chất lỏngnhớt và dung dịch huyền phù

Dùng khí nén: nhờ vòi phun trong đó chất lỏng được đẩy bằng khí nén với áp suất

ra ngoài

 Ưu điểm: thời gian sấy nhanh; sản phẩm thu được dưới dạng bột mịn mà khôngcần nghiền Nhờ sấy nhanh nên nhiệt độ của vật liệu không vượt quá nhiệt độ cho phépcủa nó mặc dù nhiệt độ của tác nhân sấy rất cao Điều này rất thích hợp cho các sảnphẩm nhạy cảm với nhiệt độ

 Nhược điểm: kích thước phòng sấy lớn, vận tốc của tác nhân sấy nhỏ do đócường độ sấy (lượng ẩm bay hơi trong một 1m3 thiết bị trong một đơn vị thời gian) nhỏ(khoảng 2-25kg/m3h); tiêu tốn năng lượng lớn; có bộ phận phức tạp nhất là cơ cấu phunbụi và thu hồi bụi ở khí thải; chỉ thích hợp với sản phẩm không có lẫn tạp chất vì nếukhông có thể gây nghẽn đầu phun

Hình 28: Bột cà chua sấy phun Hình 29: các loại bột trái cây.

d Máy sấy sử dụng năng lượng mặt trời (solar drier)

Quá trình tách nước sử dụng năng lượng mặt trời là một trong những cách truyềnthống được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, hàng năm trên thế giới có khoảng 250

000 000 tấn lượng thực và rau trái được tách nước bằng năng lượng mặt trời Tuynhiên với cách làm truyền thống thì vật liệu sấy được phơi trên sân vàthường xuyên đảo trộn cho tới khi đạt đến độ ẩm cần thiết, cách làmnày không bảo vệ được sản phẩm khỏi một số tác nhân như bụi bặm,

vi sinh vật, côn trùng… Thêm vào đó việc phơi sản phẩm như thế làmkéo dài thời gian sấy dễ dẫn đến sự thay đổi về mặt cấu trúc vật lýnhư sản phẩm sẽ bị khô, một số cấu tử hương và dinh dưỡng sẽ bịmất đi Chính vì thế mà sản phẩm sẽ dễ bị hư hỏng trong quá trìnhbảo quản và thậm chí là không thể dùng làm thực phẩm cho con

người Do vậy người ta đã chế tạo ra một số thiết bị để khắc phụcnhững nhược điểm trên nhưng vẫn tận dụng nguồn năng lượng mặttrời

Hình 30: Thiết bị solar-drier Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật có chiều dài 103 cm, rộng 100 cm, phía sau cao

76 cm và phía trước cao 50 cm được làm bằng các thanh thép Xung quanh thành trongcủa thiết bị có các thanh đỡ để đặt các khay vật liệu sấy Bên ngoài được bao bọc bởilớp bông thủy tinh cách nhiệt dày 5cm Một lớp tôn mạ kẽm được đặt phía trên lớpbông thủy tinh và được cố định phía dưới đáy hộp, lớp tôn này sau đó được sơn đen cótác dụng như lớp hấp thụ năng lượng năng lượng mặt trời Bên trong đặt hai khay, khaydưới cách đáy 15 cm và khay trên cách khay dưới cũng 15 cm Mặt trong được bọc lớpmasonite có giấy nhôm dán phía ngoài để phản chiếu ánh nắng mặt trời từ các phía tănghiệu quả hấp thu năng lượng của thiết bị Phía trên cùng là một tấm kiếng trong suốtdày khoảng 4 mm, nghiêng khoảng 150 về phía Nam để hứng ánh sáng Hai bên hệthống có các cửa bản lề dùng để nhập và tháo sản phẩm Phía trước và sau có lỗ đểthông thoáng khí với độ mở khác nhau để điều chỉnh nhiệt độ Toàn bộ hệ thống đặttrên bốn bánh xe nhỏ để dễ di chuyển

 Ưu điểm: tận dụng được nguồn năng lượng tự nhiên nên giúpgiảm chi phí vận hành và đầu tư, không tốn nguyên liệu, không gây ônhiễm môi trường

 Nhược điểm: phụ thuộc vào điều kiện thời tiết vì vậy thiết bị nàychỉ thích hợp sử dụng vào mùa nắng ở các nước nhiệt đới

Bên cạnh đó để làm giảm sự biến đổi về mùi vị, cấu trúc và các giátrị dinh dưỡng của sản phẩm người ta thường kết hợp với quá trìnhhút chân không, đặc biệt là đối với các sản phẩm dễ bị oxi hóa haynhạy cảm với nhiệt độ