Báo Cáo Môn Sấy thực phẩm

Xuất phát từ những cơ hội và thách thức như vậy cùng với yêu cầu của bộ môn: CÔNG NGHỆ SẤY NÔNG SẢN THỰC PHẨM, sau khi được tiếp cận và tìm hiểu, chúng em tiến hành làm bài báo cáo với đ

PHẦN MỞ ĐẦU

Từ ngàn xưa, Nông nghiệp đã là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam

Từ sau năm 1975, tuy nhiên không còn là nước nông nghiệp thuần túy mà Việt Nam đã trở thành một nước Nông – Công nghiệp

Giờ đây các sản phẩm nông nghiệp ngày càng đa dạng hơn, phong phú hơn về chủng loại, mẫu mã và ngày càng hoàn thiện hơn về chất lượng Từ một nền công nghiệp nghèo nàn lạc hậu, không đủ cung ứng lượng thực, thực phẩm cho nền kinh tế quốc dân, thì giờ đây nông nghiệp Việt Nam đã không những cung cấp đủ lương thực phẩm cho thị trường trong nước mà còn vươn ra thị trường nước ngoài

Chúng ta đã vươn lên thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới, hàng nông sản của chúng ta đã có mặt ở nhiều thị trường trên thế giới, đặc biệt làthị trường rất khó tính như: EU, Hoa Kỳ và Nhật Bản Thực tế đã chứng minh thời gian quan, Việt Nam đã thành công đáng kể trong việc nâng cao giá trị cũng như chất lượng hàng nông sản xuất khẩu vào thị trường thế giới

Tuy nhiên, hiện nay ngành nông nghiệp Việt Nam vẫn đang đứng trước những khó khăn và thách thức lớn trong quá trình hội nhập quốc tế (WTO) Khi tham gia sân chơi quốc tế, Việt Nam luôn có cơ hội nâng cao sức cạnh tranh, giá trị xuất khẩu nông sản với nước khác

Xuất phát từ những cơ hội và thách thức như vậy cùng với yêu cầu của bộ môn: CÔNG NGHỆ SẤY NÔNG SẢN THỰC PHẨM, sau khi được tiếp cận và tìm hiểu, chúng em tiến hành làm bài báo cáo với đề tài: “Tìm hiểu một số phương pháp sấy đối lưu (thiết bị: tủ sấy, phòng sấy, hầm sấy, băng tải sấy)” mà thầy đã giao với mong muốn đem lại cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về phương

và thiết bị sấy trong nhà máy chế biến nông sản, thực phẩm

Tuy đã cố gắng nhiều nhưng điều kiện và năng lực còn hạn chế nên chắc chắn bài báo cáo sẽ có những sai sót Em kính mong cô và các bạn đọc đóng góp

ý kiến để bài làm được hoàn thiện hơn

Trân trọng, Huế, tháng 10 năm 2017

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY:

1.1.Định nghĩa về quá trình sấy:

Sấy là một phương pháp bảo quản đơn giản, an toàn và dễ dàng Sấy làm giảm độ ẩm của vật liệu sấy đến độ ẩm an toàn do đó vi khuẩn, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được, giảm hoạt động của các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm Quá trình sấy

là quá trình làm khô các vật liệu sấy bằng phương pháp bay hơi nước

Trong quá trình sấy thì các tác nhân sấy ẩm độ… ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của quá trình sấy Nó tạo ra môi trường tác động vào vật liệu sấy làm cho sự biến đổi sinh, lý, hóa trong vật liệu sấy, đảm bảo sau khi sấy sản phẩm phải đạt được yêu cầu đặt ra Hơn thế nữa chất lượng của sản phẩm quyết định bởi sự ổn định của môi trường sấy

Tóm lại, trong quá trình sấy diễn ra các quá trình bay hơi ẩm từ bề mặt vật liệu ra bên ngoài môi trường và quá trình khuếch tán ẩm từ bên trong ra bề mặt vật liệu Hai quá trình này diễn ra nhịp nhàng và tác động qua lại lẫn nhau

1.2.Mục đích quá trình sấy:

Mục đích bảo quản: quá trình sấy đưa độ ẩm vật liệu về độ ẩm an toàn nên làm giảm sự phát sinh, phát triển, hoạt động của các côn trùng, vi sinh vật, nấm men, nấm mốc, enzyme nên giữ vững chất lượng sản phẩm (giảm bớt sự tổn thất chất lượng và số lượng theo thời gian của nguyên liệu)

Mục đích chế biến: quá trình sấy (nhiệt độ) làm biến đổi một phần nguyên liệu, tạo giá trị cảm quan (màu, mùi, cấu trúc… mong muốn) cho nguyên liệu

Mục đích chuẩn bị: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tiếp theo như: nghiền, trộn, định lượng…

Giảm khối lượng và thể tích của sản phẩm, từ đó giảm chi phí trong quá trình bao gói, bảo quản và vận chuyển

1.3.Những biến đổi của vật liệu sấy trong quá trình sấy:

Tất cả sản phẩm đều chịu sự thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau

đó Yêu cầu đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn chế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tối ưu nhất

Những thay đổi trogn quá trình sấy có bản chất là những thay đổi lý học, hoá – lý, hoá – sinh, thay đổi do vi sinh vật Những điều đó đã làm biến đổi cấu

trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy

1.3.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc:

Sự thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm là một trong những nguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm

1.3.1.1 Thay đổi cấu trúc của loại thực phẩm dạng rắn:

Nguyên nhân là do sự hoà tinh bột khi tinh bột v à ẩm trong điều kiện gia nhiệt Tạo ra sự kết tinh của Cellulose, muối kháng và các chất hoà tan ở các mao quản vật liệu (đặc biệt là khi sấy trái cây, cá, thịt) khi vật liệu ẩm mất nước Đồng thời trong quá trình sấy (gia nhiệt) cũng tạo điều kiện cho các phản ứng hoá – sinh như caramen, biến tính protein… Đều góp phần làm thay đổi cấu trúc vật liệu sấy

Các nguyên nhân trên có thể dẫn đến hình thàng lớp vỏ cứng không thấm nước, tắc nghẽn các mao quản Hiện tượng này gọi là hiện tượng “cứng vỏ” (case hardening) Điều đó làm nảy sinh sự chênh lệch sức căng bên trong vật liệu so với bề mặt thiếu ẩm của vật liệu, khiến cho xuất hiện các vết nứt gãy, các tế bào bị nén ép và vặn vẹo vĩnh viễn, làm cho sản phẩm có bề ngoại bị co ngót và nhăn nheo

Kết quả là cấu trúc của vật liệu sấy bị thay đổi đáng kể Nếu trầm trọng thì xảy ra hiện tượng bề mặt quá khô nhưng lượng ẩm bên trong vẫn còn rất nhiều, không tốt cho quá trình bảo quản thực phẩm Bên cạnh đó cũng ảnh hưởng rất mạnh đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm thực phẩm Sản phẩm hút nước chậm, không lấy lại được cấu trúc ban đầu, ảnh hưởng mạnh đến sự hồi nguyên của sản phẩm

Các sản phẩm khác nhau có sự giao động đáng kể về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trở lại Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp Vì vậy cần phải tính toán và điều khiển tốt thiết bị, ổn định thông số về độ ẩm không khí, nhiệt

độ và thời gian sấy

1.3.1.2 Thay đổi cấu trúc của loại thực phẩm dạng bột:

Đối với các sản phẩm dạng bột, các đặc tính về cấu trúc của chúng liên quan đến dung lượng và tính hồi nguyên Dung lượng của sản phẩm bột phụ thuộc vào kích cỡ, bản chất rỗng hay đặc của các hạt, thành phần của sản phẩm

và điều kiện sấy

Tính dễ cháy của khối bột phụ thuộc vào hàm lượng béo Các nguyên liệu ít béo (như nước ép trái cây, khoai tây và cà phê) cho ra bột dễ cháy hơn là các sản phẩm nhiều béo như trứng nguyên quả hoặc chiết xuất từ thịt

Bột có thể được làm “hòa tan hóa” bằng cách xử lý các hạt rời sao cho chúng dính với nhau và kết thành một khối dễ cháy Khi làm ướt trở lại, nước

dễ dàng thấm qua bề mặt của mỗi cục bột, làm vỡ các hạt bột ra và giúp các hạt bột phân tán nhanh trong chất lỏng Quá trình này liên quan đến các đặt tính của khối bột: độ thấm ướt, độ chìm, độ phân tán và độ hòa tan Một loại bột được gọi là “hòa tan” nếu nó hoàn thành quá trình tan như trên trong vài giây

Việc kết cục các hạt có thể thực hiện bằng cách: làm ẩm các hạt trở lại trong hơi nước có áp suất thấp Có thể sử dụng các thiết bị làm kết cấu kiểu tầng sôi, phản lực, đĩa, nón hoặc băng chuyền Ở phương pháp khác, kết cấu có thể thực hiện trực tiếp trong quá trình sấy phun khi bột tương đối ẩm được kết cục và sấy trong mấy tầng sôi gắn kèm Có thể sử dụng các tác nhân gây dính (ví dụ nhưlecithin) để liên kết các hạt lại với nhau Phương pháp này trước đây được sử dụng cho các sản phẩm có hàm lượng béo cao, nhưng hiện nay phần lớn đã bị thay thế bởi các phương pháp khác

Đối với thị trường bán lẻ, sự tiện lợi của bột được hòa tan hóa được đặt lên trên chi phí sản xuất, đóng gói và vận chuyển Tuy nhiên đối với nhiều thực phẩm dạng bột là bán thành phẩm cho các quá trình sản xuất khác, yêu cầu đặt

ra là chúng phải có dung lượng lớn và kích cỡ hạt khác nhau, để các hạt nhỏ làm đầy chỗ trống giữa các hạt lớn, như thế có thể loại đi không khí, kéo dài thời gian bảo quản

Như vậy, tuỳ vào mục đích sử dụng của sản phẩm sau khi sấy, cần phải tính toán, lựa chọn quy trình, thiết bị hợp lý, phù hợp với yêu cầu; đồng thời ổn định được các thông số, quy trình khi sấy, đảm bảo được chất lượng sản phẩm một cách tối ưu

1.3.2 Ảnh hưởng tới mùi vị:

Nhiệt làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậy phần lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị Đặc biệt những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào đặc tính mùi vị bị tổn thất mạnh mẽ

Bên cạnh đó ở một số sản phẩm có mùi tự nhiên gây khó chịu, cần được loại bỏ, sản phẩm sau khi sấy đã loại bỏ được một phần hoặc loại bỏ hoàn toàn

Một số sản phẩm sấy xảy ra phản ứng caramen hoá, gây vị đắng trên sản phẩm sấy Mức độ thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm, ấp suất hơi nước và độ hòa tan của chất bay hơi trong hơi nước

Một số sản phẩm sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc với sản phẩm, gây ra các phản ứng oxy hóa các chất tan và chất béo trong quá trình bảo quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm

Tốc độ của quá trình gây hỏng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản và hoạt

độ nước Sự oxy hóa lipit của sữa sấy gây ra mùi vị ôi thiu, do sự hình thành các sản phẩm thứ cấp Phần lớn rau quả chỉ chứa một lượng nhỏ lipit, tuy nhiên

sự oxy hóa của các chất béo không no tạo ra các hydroperoxit tham gia tiếp vào phản ứng polyme hóa, phản ứng tách nước hoặc oxy hóa để tạo thành aldehyt, keton và các axit gây mùi ôi thiu khó chịu

Có thể hạn chế những sự thay đổi này bằng các phương pháp sau:

- Sấy ở nhiệt độ thấp với những sản phẩm cần mùi vị như gia vị, thịt, trứng…

- Thu hồi các chất dễ bay hơi và đưa chúng trở lại sản phẩm Liên kết các chất bay hơi với các chất giữ mùi vị, sau đó tạo viên và bổ sung trở lại sản phẩm sấy (ví dụ: bột thịt sấy)

- Loại trừ ánh sáng và tia cực tím

- Duy trì và bổ sung các chất chống oxy hóa tổng hợp, chất chống oxy hóa tự nhiên

- Bao gói trong môi trường chân không hoặc khí trơ Ví dụ: bảo quản sữa bột trong môi trường có 90% khí Nitrogen và 10% Dioxide Carbon

1.3.3 Ảnh hưởng đến màu sắc:

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đổi trong màu sản phẩm sấy, như là:

- Sự thay đổi các đặc trưng bề mặt của sản phẩm gây ra thay đổi độ phản xạ ánh sáng và màu sắc

- Nhiệt và sự oxy hóa trong quá trình sấy gây ra những thay đổi hóa học đối với carotenoid và chlorophill, cũng như hoạt động của enzyme: polyphenoloxidase gây ra sự sẫm màu trong quá trình bảo quản của các sản phẩm rau quả

- Bên cạnh đó sự diễn ra các phản ứng màu như maillard, caramen tạo màu nâu cho sản phẩm

1.3.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng:

Các số liệu về sự thất thoát các chất dinh dưỡng của các tác giả khác nhau thường không thống nhất, có thể là do sự khác nhau đáng kể trong quá trình chuẩn bị sấy, nhiệt độ và thời gian sấy, cũng như điều kiện bảo quản.Ở rau quả, thất thoát dinh dưỡng trong quá trình chuẩn bị thường vượt xa tổn thất

do quá trình sấy

Vitamin tan trong nước: Vitamin có độ hòa tan trong nước khác nhau và khi quá trình sấy diễn ra, một vài loại (ví dụ: vit B2 riboflavin) đạt trạng thái bão hòa và kết tủa khỏi dung dịch, nhờ vậy chúng ít bị tổn thất Một số khác hòa tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuống đến mức rất thấp, chúng phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao trong hơn trong quá trình sấy Vitamin C cũng rất nhạy cảm với nhiệt và oxi hóa Vì thế để tránh thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ẩm thấp và nồng độ khí oxy thấp Tuy nhiên các vitamin khác nhau trong nước bền với nhiệt và oxy hóa hơn và tổn thất trong quá trình sấy hiếm khi vượt quá 5-10% Sự tổn thất các vitamin có thể hạn chế đáng kể hoặc ngăn ngừa hoàn toàn khi sử dụng các phương pháp sấy nhanh và ôn hòa (như sấy phun), đặc biệt bằng phương pháp sấy thăng hoa đối với nghiên liệu nghiền nát và nghiên liệu dạng cắt nhỏ

Các chất dinh dưỡng tan trong chất béo phần lớn chứa trong phần chất rắn của sản phẩm và chúng không bị cô đặc trong quá trình sấy Tuy nhiên nước là dung môi của các kim loại nặng, là những xúc tác của quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng không no Khi nước bị mất đi, chất xúc tác trở nên hoạt động hơn và làm tăng tốc độ oxy hóa Các vitamin tan trong chất béo bị biến đổi mất đi khi tiếp xúc với peroxid được sinh ra do sự oxy hóa của chất béo Để giảm thất thoát trong quá trình bảo quản người ta hạ thấp nồng độ oxy, nhiệt độ bảo quản và loại trừ ánh sáng tiếp xúc với sản phẩm

Các giá trị sinh học và độ tiêu hóa của protein trong phần lớn các sản phẩm sấy không thay đổi đáng kể Tuy nhiên protein của sữa sấy bị biến tính một phần trong quá trình sấy trục lăn và gây ra việc giảm độ tan của bột sữa và làm mất khả năng kết cấu Sấy phun không làm ảnh hưởng đến giá trị sinh học của protein trong sữa Nhiệt độ bảo quản cao và độ ẩm khoảng 5% làm giảm giá trị sinh học của protein sữa do phản ứng maillard giữa lysine và lactose Lysine nhạy cảm với nhiệt độ và thất thoát trong bột sữa nguyên kem vào khoảng 3-10% khi sấy phun và 5-40% khi sấy bằng trục lăn

1.3.5 Ảnh hưởng đến sự hồi nguyên của sản phẩm:

Sản phẩm sau khi sấy không thể trở lại tình trạng ban đầu khi làm ướt trở lại Sau khi sấy, tế bào bị mất áp suất thẩm thấu, tính thấm của màng tế bào bị thay đổi, các chất tan di chuyển, polysacarit kết tinh và protein tế bào bị đông

tụ, tất cả góp phần vào sự thay đổi cấu trúc, làm thất thoát các chất dễ bay hơi

và đây đều là những quá trình không thuận nghịch

Nhiệt trong quá trình sấy làm giảm khả năng hydrat của tinh bột và tính đàn hồi của thành tế bào, làm biến tình protein, giảm khả năng giữ nước của

chúng Tốc độ và mức độ thấm nước trở lại có thể được dùng như là chỉ số đánh giá chất lượng của sản phẩm sấy Những sản phẩm được sấy trong điều kiện tối ưu, ít hư hại hơn sẽ thấm ướt trở lại nhanh hơn, hoàn toàn hơn

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐỐI LƯU VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ: 2.1.Nguyên lý hoạt động phương pháp sấy đối lưu:

Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp được dùng khá phổ biến trong sản xuất, sử dụng tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò vừa làm nhiệm vụ truyền nhiệt và lấy ẩm ra khỏi vật liệu sấy

Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm Sấy đối lưu có thể thực hiện gián đoạn hay liên tục tương ứng với nạp vào

Kết cấu thực của hệ thống rất đa dạng, phụ thuộc nhiều yếu tố như: chế

độ làm việc, dạng vật sấy, áp suất làm việc, cách nung nóng không khí, chuyển động của tác nhân sấy, sơ đồ làm việc, cấu trúc buồng sấy…

Bảng so sánh ưu điểm và nhược điểm của hướng chuyển động tác nhân sấy

trong phương pháp sấy đối lưu

Đối với quá trình sấy thì chi phí năng lượng là yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế sản xuất, vì vậy khi thiết kế, cần chú ý đến các biện pháp làm giảm sự thật thoát nhiệt, tiết kiệm năng lượng

Với giới hạn đề tài tìm hiểu, chúng em xin trình bày 4 thiết bị sấy: thiết

bị tủ sấy, thiết bị hòng sấy (buồng sấy), thiết bị hầm sấy, thiết bị sấy băng tải

2.2.Thiết bị tủ sấy:

Sơ đồ thiết bị tủ sấy

2.2.1 Nguyên tắc hoạt động:

Nguyên liệu được xếp trên các khay của tủ sấy và được đưa vào tủ thông qua của tủ; không khí đi vào qua cửa cấp khí được gắn bộ phận lọc, khí được cấp khí cho calorifer; bộ phận calorifer làm nóng khí đi vào, quạt hút khí nóng

từ calorifer thôi vào các lỗ trên tủ sấy, khí nóng đi qua các khay chứa thực phẩm làm bốc hơi ẩm, khí nóng mang theo ẩm được hút ra ngoài theo cửa ra của khí ẩm

Bên trong (trái) và bên ngoài (phải) thiết bị tủ sấy công nghiệp

2.2.2 Ưu điểm và nhược điểm:

Tủ sấy cơm cháy công nghiệp

- Ưu điểm:

Tủ sấy có thể sấy được vật liệu ở bất cứ dạng nào: hạt, miếng, mảnh nhỏ xếp lớp, bột nhão…

Tủ sấy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt, vận hành, vốn đầu

tư ít…

- Nhược điểm:

ӿ do quá trình sấy gián đoạn theo chu kỳ, nên nhiệt tiêu tốn để nung nóng thành và giá đỡ trong tủ sấy các lần sấy rất đáng kể

ӿ Vật liệu sấy được đặt cố định trong suốt quá trình sấy, do đó quá trình sấy không được đồng đều Để khác phục, người ta bố trí cách đưa tác nhân sấy theo đường zíc zắc tạo nên sự đồng đều cho sản phẩm

Hệ thống sấy chỉ phù hợp với các vật liệu sấy mà ta khó làm cho nó bị xáo trộn trong quá trình sấy

Đối với từng yêu cầu khác nhau, tủ sấy có thể có thêm quạt thông gió, quạt phân bố hơi đều cho tủ, quạt hút ẩm, hệ thống đèn, cửa quan sát, chiều vào và chiều ra của hơi cũng có thể thay đổi, cùng chiều, ngược chiều, cắt ngang hoặc vào ở trung tâm, cưỡng bức hoặc tự nhiên, tuần hoàn hoặc không tuần hoàn