- Lượng dầu tiêu tốn nhiều - Tổn thất chất dinh dưỡng, và vitamin do nhiệt độ chiên cao - Dễ xuất hiện các dạng hư hỏng : * Chip sậm màu, cháy đen * Tăng gãy vỡ do va đập với thiết bị kh[r]
Định nghĩa
Snack
- Snack là tên gọi các loại thực phẩm được ăn giữa các bữa ăn chính, hay còn được gọi là
“bữa ăn nhẹ” hoặc “thức ăn nhanh”.
- Cách hiểu khác : snack là bánh có cấu trúc giòn xốp với nhiều hình dạng khác nhau (dạng que, lát, viên…) và có mùi vị đặc trưng.
- Các sản phẩm snack hiện nay có một số đặc điểm như:
Được sản xuất theo quy trình liên tục, nhanh chóng và đảm bảo vệ sinh
Đa dạng, ngoài vị mặn do muối, có thể bổ sung nhiều gia vị khác nhau.
Sản phẩm bao gói tốt, không yêu cầu bảo quản ở nhiệt độ thấp.
Sản phẩm được đóng gói và có thể ăn được ngay sau khi mở.
Phân loại snack
- Snack đa dạng về chủng loại và phong phú về hương vị Vì vậy có nhiều cách phân loại snack :
Snack có thể được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu chính như khoai tây, bắp, gạo, các loại hạt, trái cây, rau củ, cũng như thịt và thủy hải sản.
Dựa vào phương pháp chế biến, snack có thể giảm ẩm bằng cách chiên, sấy, qua ép đùn hay nướng.
Dựa vào vị, snack được chia thành nhóm có vị mặn, vị ngọt, vị chua, vị tự nhiên
Dựa vào hình dạng của bánh, snack có các dạng phẳng, gọi là “chip” hay “flake”, dạng phồng gọi là “puff” và dạng sợi gọi là “stick” hay “shred”
Snack khoai tây bao gồm hai loại chính: snack dạng lát mỏng (chip) và snack dạng phồng (puffed), được sản xuất với nhiều hình dạng đa dạng Quy trình sản xuất sử dụng công nghệ ép đùn áp suất cao, có thể là một trục hoặc hai trục, để tạo ra những sản phẩm hấp dẫn và giòn tan.
Chip khoai tây lát
- Chip khoai tây lát là snack dạng lát mỏng được chế biến từ khoai tây xắt lát
- Hàm lượng dinh dưỡng cao, ít béo.
- Hương vị khoai tây tự nhiên, hàm lượng chất xơ cao.
- Cấu trúc cứng và giòn.
- Dùng làm thức ăn nhanh và bổ sung dưỡng chất.
Khoai taây
Phân loại khoai tây
Bảng 1 : Phân loại khoai tây
Thành phần hóa học
Bảng 2 : Thành phần hóa học của khoai tây
Thành phần Đơn vị tính Hàm lượng trong 100g
(Theo bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam 2000)
- Tỷ lệ các acid amin khá cân đối Amilopectin mạch nhánh chiếm 70 – 80 % pH trong khỏang 5,5 – 5,9.
- Canxi thấp, ti lệ Ca/P không đạt yêu cầu Khoai tây là thức ăn gây kiềm Khoai tây ruột vàng thơm và bổ hơn khoai tây trắng.
- Khoai tây, nhất là khoai tây mọc mầm và lớp vỏ ngoài có chứa độc chất solanin (C45H17O15 ) – (do tác dụng của gốc –CN) chiếm 0,01%.
- Hương của khoai tây chủ yếu do các hợp chất : 2 methoxy – 3 – ethyl pyrazine; 2,5 - dimethyl pyrazine.
Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu sản xuất chip khoai tây
Khoai tây
Sử dụng giống khoai tây trắng cho chế biến chip mang lại nhiều lợi ích Khoai tây trắng có hàm lượng đường khử thấp, giúp hạn chế tình trạng hư hỏng trong quá trình chế biến Hơn nữa, hình dạng tròn và màu trắng của khoai tây trắng rất phù hợp để làm chip hấp dẫn.
Củ to vừa phải đồng đều, kích cỡ đường kính trung bình 6cm
Củ đảm bảo chưa nảy mầm
Không có dấu hiệu sâu bệnh, thối củ
Để đảm bảo chất lượng chip khoai tây, không nên sử dụng khoai tây có thời gian tồn trữ lâu Nên ưu tiên khoai tây mới thu hoạch hoặc có thời gian tồn trữ ngắn, vì chúng chưa bị biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng Một số nhà máy yêu cầu khoai tây được thu hoạch trong vòng 24 giờ để đạt được chất lượng cao nhất.
Shortening
- Shortening dùng để chiên cần có mùi vị ổn định, bền nhiệt, bền oxy hóa, có điểm bốc khói cao.
Bảng 3 : Chỉ tiêu chất lượng chung cho các sản phẩm của shortening
Gia vị
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại vị chip khoai tây phổ biến như "kem chua và hành", "thịt nướng", "muối và giấm", và "pho mát" Những hương liệu này được phủ trực tiếp lên các chip khi chúng còn nóng sau khi chiên, giúp tăng trọng lượng sản phẩm hoàn thành từ 6-8% Dưới đây là công thức gia vị cho vị kem chua và hành tây dành cho chip khoai tây.
Skim milk powder: Bột sữa gầy là sản phẩm thu được từ quá trình tách nước của sữa tiệt trùng.
Bột sữa gầy có hàm lượng ẩm không vượt quá 5% và hàm lượng béo tối đa 1.5% theo trọng lượng, ngoại trừ những trường hợp đặc biệt Sản phẩm này được thiết kế để phục vụ cho người tiêu dùng phù hợp với quy định của pháp luật.
Mỹ phẩm, Dược phẩm và Thực phẩm của Mỹ
Bảng 4 : Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của bột sữa gầy
Sweet whey powder: Sản phẩm thu được từ quá trình sản xuất pho mát Whey có lượng protein thấp, chỉ còn đường lactose (60 – 70%).
Kem chua bột là sản phẩm sữa giàu chất béo, được tạo ra từ quá trình lên men kem với các loại vi khuẩn axit lactic Mặc dù có hương vị chua nhẹ, tên gọi của nó xuất phát từ việc sản xuất axit lactic qua quá trình "souring" Kem chua chứa từ 12-16% chất béo sữa, mang lại hương vị đặc trưng cho nhiều món ăn.
Muối là gia vị chủ yếu trong sản xuất snack, mang đến vị mặn đặc trưng và dễ nhận biết Ngoài ra, muối còn giúp phân phối đồng đều các thành phần vi lượng như gia vị, vitamin và chất chống oxy hóa trong sản phẩm cuối.
Bảng 5 : Chỉ tiêu chất lượng của muối
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHIP KHOAI TÂY LÁT 1 Quy trình công nghệ 1
Quy trình công nghệ 2
Sấy đối lưu Để ráo
Phun gia vị Xếp khay
CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHIP KHOAI TÂY LÁT 1 Chiên
Bản chất quá trình chiên
- Chiên là quá trình gia nhiệt mà dầu, mỡ vừa là tác nhân tải nhiệt vừa là thành phần của sản phẩm cuối cùng.
Chiên là một phương pháp chế biến thực phẩm phổ biến, nơi thực phẩm được gia nhiệt ở nhiệt độ cao, làm tách nước và hấp thụ dầu, tạo ra cấu trúc và hương vị đặc trưng Một sản phẩm chiên nổi bật không thể không nhắc đến là chip khoai tây.
Mục đích công nghệ
Quá trình chiên rán không chỉ làm tăng độ calo của sản phẩm do sự thoát nước, mà còn nâng cao giá trị cảm quan nhờ hấp phụ dầu mỡ, tạo ra cấu trúc chắc chắn và giòn hơn, mang lại hương vị thơm ngon và hấp dẫn.
Chiên rán thực phẩm không chỉ mang lại hương vị thơm ngon mà còn giúp bảo quản thực phẩm lâu hơn Ở nhiệt độ từ 120-180 độ C, hầu hết các vi sinh vật có hại đều bị tiêu diệt, đồng thời các enzym gây hư hỏng cũng bị vô hoạt, giúp thực phẩm giữ được độ tươi ngon và an toàn cho sức khỏe.
Các biến đổi công nghệ
Dưới tác động của nhiệt độ cao từ 80-180 độ C, quá trình chiên gây ra những biến đổi đáng kể về tính chất vật lý, hóa học, sinh học và cảm quan của sản phẩm.
Khi nhiệt độ tăng cao, cấu trúc tế bào thay đổi và thể tích tăng do tế bào hấp thụ nước, dẫn đến sự bay hơi của sản phẩm Quá trình này khiến hình dạng sản phẩm bị biến đổi mạnh mẽ, dẫn đến sự phá hủy cấu trúc và làm cho sản phẩm trở nên khô cứng và giòn.
Hình 1 : A : Sơ đồ mặt cắt ngang của một phần thực phẩm trong quá trình chiên bề sâu
B Một mặt cắt ngang của lớp vỏ của một củ khoai tây chiên
B Hình 2 : A Mặt cắt ngang của một củ khoai tây với một lớp mỏng của vỏ và một nhóm các tế bào thịt với hạt tinh bột
B Mặt cắt ngang của một dải khoai tây chiên với thịt củ (phần bên trong) và vỏ (phần bên ngoài)
- Tinh bột trong nguyên liệu dưới tác dụng của nhiệt độ cao bị phân huỷ thành destrin rồi tiếp tục thành đường và có mùi vị đặc trưng.
- Đường bị caramel hóa tạo mùi và màu sắc vàng hấp dẫn
Các acid amin và đường trong sản phẩm thực phẩm kết hợp với nhau tạo ra phản ứng melanodin, dẫn đến màu vàng của sản phẩm Tuy nhiên, quá trình này cũng sản sinh ra acrylamid - một tiền chất gây ung thư, hình thành từ phản ứng Maillard giữa đường và acid amin asparagin khi nhiệt độ vượt quá 120 độ C.
Dưới nhiệt độ cao, protein có thể bị biến tính và phân huỷ, dẫn đến việc hình thành các sản phẩm cuối như NH3 và sunfua, điều này ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
- Sự bốc hơi nứơc: khi nhiệt độ nhỏ hơn 100 0 C thì nước sẽ khuếch tán từ trong ra ngoài, nhiệt độ lớn hơn 100 0 C thì nước sẽ bốc hơi.
- Sự đông tụ các phân tử protein
- Ngoài ra còn xảy ra sự hòa tan một số chất vào trong dầu: các vitamin tan trong daàu (vit A, D, E…)
Cảm quan: tạo ra màu sắc, mùi vị hấp dẫn
Sinh học: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các vi sinh vật đều bị tiêu diệt
- Là hỗn hợp dầu ăn và shorterning:
Shorterning giúp bề mặt sản phẩm sau khi chiên khô ráo
Dầu làm tăng mùi vị, bóng bề mặt sản phẩm.
Trong quá trình chiên, dầu trải qua nhiều biến đổi hóa học như thủy phân và oxy hóa, dẫn đến sự giảm chất lượng của nó Những biến đổi này còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sinh hóa khác, làm cho dầu không còn giữ được tính chất ban đầu.
Quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cao cùng với hơi nước, nhưng trong thực tế, khi chiên thực phẩm ở áp suất không khí bình thường, tốc độ thủy phân sẽ chậm hơn.
- Glixêrin vừa tạo thành sau phản ứng thủy phân lại tiếp tục bị nhiệt phân hủy tạo thành acrelon và nước.
- Acrelon là chất độc sôi ở nhiệt độ thấp nên dễ bay hơi cho mùi khó chịu và làm chảy nước mắt.
Quá trình oxy hóa xảy ra khi có sự hiện diện của O2 trong không khí, và tốc độ của quá trình này tăng lên khi nhiệt độ cao Các sản phẩm hình thành từ quá trình oxy hóa có thể làm giảm chất lượng của dầu và sản phẩm, ảnh hưởng đến khả năng bảo quản chúng Oxy hóa bao gồm các hình thức như tự oxy hóa, oxy hóa nhiệt và quá trình trùng hợp nhiệt.
Quá trình tự oxy hóa:
Quá trình tự oxy hóa xảy ra ở dầu mỡ ngay cả ở nhiệt độ thường khi có mặt của O2 trong không khí, và tốc độ phản ứng này tăng lên do hiện tượng tự xúc tác Các loại dầu có chỉ số axít cao dễ bị tự oxy hóa hơn, trong khi dầu mới với hàm lượng axít thấp khó xảy ra phản ứng này, khiến chúng dễ bảo quản hơn Thành phần và cấu trúc phân tử của dầu ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng; dầu có nhiều nối đôi sẽ dễ tự oxy hóa hơn, trong khi dầu chứa các axít có nhiều carbon sẽ khó tự oxy hóa Sản phẩm cuối cùng hoặc trung gian từ phản ứng tự oxy hóa bao gồm rượu, hợp chất eposit, andehyt và ceton, những chất này có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm và dầu.
Quá trình oxy hóa nhiệt:
Quá trình oxy hóa dầu xảy ra ở nhiệt độ trên 200°C với sự tham gia của oxy không khí, dẫn đến tốc độ phản ứng rất lớn, đặc biệt khi chiên thực phẩm Nhiệt độ chiên thích hợp thúc đẩy quá trình này, làm giảm chỉ số I2 của dầu do mức độ không no giảm Thực nghiệm cho thấy, việc gia nhiệt bị gián đoạn nhiều lần làm tăng khả năng tạo polyme và tự oxy hóa Hơi nước có mặt trong dầu cũng thúc đẩy quá trình oxy hóa, gây ra sự thay đổi về thành phần và cấu trúc của dầu mỡ, từ đó làm giảm chất lượng dầu chiên và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.
Quá trình trùng hợp nhiệt:
Khi dầu mỡ được đun nóng ở nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí, các glixerit có thể trùng hợp với nhau để tạo thành các polyme Mặc dù trong thực tế sản xuất, điều kiện để xảy ra quá trình trùng hợp nhiệt thường thấp hơn do luôn có sự hiện diện của không khí, nhưng quá trình này vẫn diễn ra trong quá trình chiên, cho thấy rằng bên cạnh quá trình oxy hóa, quá trình trùng hợp cũng xảy ra Sự hình thành polyme đã làm giảm chỉ số I2 của dầu, nhưng không làm giảm chất lượng sản phẩm, mà còn cải thiện hương vị và tăng cường khả năng bền oxy.
Tăng hàm lượng acid béo tự do trong dầu dẫn đến màu sắc sậm hơn và mùi lạ, đồng thời giảm sức căng bề mặt tự do Mặc dù độ nhớt của dầu có thể tăng nhẹ, điều này có thể cải thiện chất lượng sản phẩm, nhưng nếu độ nhớt tăng quá cao, nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng thoát ẩm và làm bay hơi các cấu tử độc, từ đó giảm chất lượng sản phẩm.
Các phương pháp hạn chế sự hư hỏng của dầu chiên :
- Cho thêm một số chất chống oxi hoá như BHT (butyl hydro toluen), TBHQ ( ter butyl hydro quinon), … trước khi dầu được gia nhiệt.
- Chọn phương pháp chiên thích hợp
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiên
1.4.1 Nguyên liệu dùng để chiên : Ta cần quan tâm đến thành phần hoá học, tính chất nguyên liệu, hình dạng, kích thước … như :
Hàm lượng đường khử và các thành phần khác:
Màu sắc của chip khoai tây ảnh hưởng lớn đến sự chấp nhận của người tiêu dùng, với màu nâu đậm thường không được ưa chuộng Sự gia tăng màu nâu đậm trong chip liên quan đến phản ứng giữa đường khử và acid amine, cùng với quá trình caramel hóa Khoai tây chứa khoảng 0.1% đến 0.2% đường khử (theo khối lượng quả tươi), tạo ra màu nâu vàng mong muốn khi chiên Tuy nhiên, khi có lượng đường khử lớn, sản phẩm dễ trở nên tối màu và không hấp dẫn, dẫn đến vị hơi đắng và mùi khét, từ đó làm giảm sự ưa thích của người tiêu dùng.
Các quá trình cơ học như cắt gọt nguyên liệu có thể làm vỡ tế bào, giải phóng dịch bào chứa đường và acid amine, ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm sau khi chiên Để cải thiện chất lượng, các lát khoai tây có thể được làm sạch tinh bột tự do trước khi chiên, giúp ngăn ngừa hư hỏng dầu và giảm thiểu đốm màu trên chip khoai tây Điều này cũng giúp các lát khoai tây tách rời dễ dàng và hoàn toàn trong quá trình chiên.
- Những thành phần khác như là acid ascorbic, các acid amin cơ bản và đặc biệt là hệ thống enzym có thể có ảnh hưởng đến màu sắc.
Chiên là quá trình gia nhiệt với dầu và mỡ, không chỉ là tác nhân tải nhiệt mà còn là thành phần chính của sản phẩm, tạo nên cấu trúc và hương vị đặc trưng Mỗi loại dầu mang đến mùi vị khác nhau cho chip khoai tây, và các nhà sản xuất thường chọn loại dầu phù hợp với thị trường hoặc sử dụng hỗn hợp dầu để tạo hương vị trung tính hơn Tuy nhiên, dầu chiên cần đảm bảo chất lượng tốt với các chỉ tiêu như độ trong, chỉ số I2 và chỉ số acid, và cần được thay mới sau một thời gian sử dụng.
1.4.3 Các thông số kỹ thuật :
Nhiệt độ chiên là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm Nhiệt độ cao giúp giảm thời gian chiên và hạn chế lượng dầu hấp thụ, nhưng cũng dễ làm hỏng dầu, tăng acid béo tự do, và ảnh hưởng đến tính chất như mùi, màu sắc, và độ dính của dầu Việc chiên ở nhiệt độ quá cao còn có thể tạo ra bọt, làm khét sản phẩm, và sinh ra các hợp chất gây ung thư như acrylamid.
- Theo nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chiên lên sự hình thành acrylamid tại bề mặt và tại tâm chip khoai tây ( thực hiện ở 150, 170, 190 0 C)
Hình 3 : Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chiên lên sự hình thành acrylamid tại bề mặt và tại tâm chip khoai tây
Nghiên cứu cho thấy sự khác biệt rõ rệt về nồng độ acrylamid giữa bề mặt và trung tâm của thực phẩm; cụ thể, hàm lượng acrylamid sinh ra tại bề mặt trong quá trình chiên ở nhiệt độ 150 và 170 độ C cao hơn đáng kể so với phần tâm.
Nghiên cứu cho thấy rằng ở nhiệt độ 190°C trong 9 phút, nồng độ acrylamid đạt 72, 2747, 6476 ng/g, trong khi tại tâm chỉ khoảng 376 ng/g Để hạn chế sự hình thành acrylamid, quá trình chiên nên được thực hiện ở nhiệt độ không vượt quá 120°C.
Chiên thực phẩm có thể thực hiện trong điều kiện thường hoặc chân không Tuy nhiên, với thời gian chiên nhanh và nhiệt độ thấp, sản phẩm được chế biến bằng công nghệ chiên chân không mang lại chất lượng tốt hơn.
Phương pháp chiên ở điều kiện thường
- Đây là phương pháp phổ biến được áp dụng hầu hết ở các nhà máy ở nước ta trong việc sản xuất các sản phẩm snack , chip
Khoai tây cắt lát được tẩm gia vị và chiên ở nhiệt độ từ 120-180 độ C Chất lượng chiên và thời gian ngừng chiên được xác định dựa trên hình thức, mùi vị của sản phẩm, cùng với độ rán biểu kiến (x) và độ rán thực tế (x’).
Độ rán biểu kiến phản ánh tỷ lệ giảm nguyên liệu sau khi rán so với nguyên liệu ban đầu Trong khi đó, độ rán thực tế đo lường lượng nước bay hơi trong quá trình rán so với lượng nguyên liệu được sử dụng.
A – khối lượng nguyên liệu trước khi rán (kg)
B - khối lượng của sản phẩm rán (kg) y - tỷ lệ dầu hút vào sản phẩm ( % lượng sản phẩm )
Thieỏt bũ chieõn lieõn tuùc:
- Những lát khoai được vận chuyển trực tiếp từ thiết bị làm khô hoặc thiết bị tráng sơ đến thiết bị chiên.
- Công suất của thiết bị này thường là nhân tố giới hạn đầu ra của cả quy trình.
Hầu hết các nhà sản xuất hiện nay sử dụng thiết bị chiên liên tục, tuy nhiên, một số vẫn còn áp dụng thiết bị chiên gián đoạn Thiết bị chiên liên tục hiện đại có khả năng xử lý hiệu quả hơn trong quá trình sản xuất.
2 đến 4 tấn khoai tây thô trên một giờ.
Trong các đơn vị chiên, trụ quay hoặc bánh xe gần đầu tiếp nhận nguyên liệu có vai trò quan trọng trong việc nhấn chìm các lát khoai, giúp chúng không nổi lên bề mặt dầu và đảm bảo quá trình chiên diễn ra đồng đều Gần đầu tháo liệu của thùng, các giỏ đục lỗ hoặc cái cào được treo trên trục cam sẽ đổi hướng và nhấn chìm những lát khoai sau khi chúng đã được nấu chín, đảm bảo chúng được xử lý nhiệt đầy đủ.
- Chip được đưa ra khỏi thùng bằng băng tải dạng lưới.
Hình 4 : Thiết bị chiên liên tục
Thiết bị chiên gián đoạn:
- Phương pháp chiên rán thủ công và đơn giản nhất là dùng các chảo chiên chứa khoảng 40 lít dầu
Để chiên nguyên liệu nhanh chóng và hiệu quả, thiết bị chiên cơ khí hoá, đặc biệt là thiết bị chiên có gối nước, là lựa chọn phổ biến Thời gian chiên được điều chỉnh thông qua tốc độ băng tải, trong khi nhiệt độ dầu chiên được kiểm soát bằng van hơi Thiết bị bao gồm thùng bằng thép dày 5mm, buồng đốt và băng tải, với buồng đốt có thể ngập trong dầu hoặc đặt riêng bên ngoài Đáy thùng chiên có lớp nước (gối nước) giúp tiết kiệm dầu và nâng cao chất lượng sản phẩm, với nhiệt độ gối nước không vượt quá 60 o C Việc thay nước định kỳ giúp loại bỏ cặn bã và huyền phù, từ đó làm sạch thiết bị chiên hiệu quả.
Hình 5 : Thiết bị chiên có gối nước
1.Thùng chiên 2 Buồng đốt 3 Ống thép 4 Khay đựng nguyên liệu 5 Gối nước
- Dầu được đốt nóng bằng hơi có áp suất 8-10 at Dầu nóng trong lò chia làm
Lớp trên cùng dày 85-115 mm là lớp hoạt động, tiếp xúc với nguyên liệu Băng tải chuyển các khay nguyên liệu qua lớp dầu này.
Lớp giữa dày 35-85 mm là lớp đốt nóng
Lớp dưới dày 25-35 mm tiếp xúc với lớp gối nước
Máy chiên này được thiết kế để đạt hiệu quả cao với năng suất lên đến 32 kg/h cho mỗi hình dạng chiên Nó hoạt động bằng cách sử dụng nước trong bồn kết hợp với chất béo no, chất béo hydro hóa hoặc dầu, giúp giữ cho dầu luôn sạch và không bị lẫn cặn nhỏ.
Dung tích dầu/chất béo: 300 lít, dung tích nước: 80 lít Lượng khí đốt tiêu thụ: 4,8 kg/h. Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chiên :
Bảng 6 : Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chiên ĐẶC TÍNH
LÒ RÁN KHÔNG CÓ GỐI
LÒ CƠ KHÍ HOÁ CÓ GỐI NƯỚC
Năng suất (kg thành phẩm/h)
Tỉ lệ mặt đốt /mặt thoáng (m 2 / m 2 )
Lượng dầu trong lò (kg)
Tốc độ băng tải (m/ph)
Phương pháp chiên chân không
Sơ lược về chiên chân không :
- 1991 người ta đã bắt đầu nghiên cứu về kỹ thuật chiên chân không.
- 1994 người ta đã thiết kế lắp đặt hệ thống chiên chân không qui mô công nghiệp đầu tieân
Ngày nay, hệ thống chiên chân không được xem là một công nghệ tiên tiến trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là rau quả Quy trình chiên được thực hiện liên tục và tự động, mang lại hiệu quả vượt trội so với phương pháp chiên gián đoạn từng mẻ Hệ thống này không chỉ tiết kiệm nhân lực và năng lượng mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm Những ưu điểm nổi bật của phương pháp chiên chân không bao gồm khả năng duy trì hương vị và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
Công nghệ chiên chân không vượt trội so với kỹ thuật chiên rán thông thường nhờ thời gian chiên nhanh và nhiệt độ thấp, giúp giữ nguyên hương vị tự nhiên, màu sắc hấp dẫn và độ giòn, xốp của sản phẩm Phương pháp này không chỉ bảo toàn giá trị dinh dưỡng, vitamin và axit amin mà còn ứng dụng công nghệ vi sinh để nâng cao giá trị dinh dưỡng và đảm bảo an toàn thực phẩm.
Trên một dây chuyền thiết bị, có khả năng sản xuất đa dạng các loại sản phẩm như cà rốt, su hào, hành tỏi, đỗ đậu, lạc, điều, cùng với các loại trái cây như chuối, mít, dứa, táo, đu đủ, bầu và bí.
Sử dụng chiên chân không trong chế biến :
Sử dụng máy chiên chân không
Để chiên thực phẩm, trước tiên cần cài đặt nhiệt độ cho máy để làm nóng dầu đến mức cần thiết Khi dầu đã đạt nhiệt độ cài đặt, hãy cho nguyên liệu vào khay gắn vào thùng chiên, sau đó hút chân không để áp suất đạt 760 mmHg và bắt đầu quá trình chiên.
Quá trình chiên hoàn tất khi sản phẩm đạt độ giòn và màu vàng đẹp Để xác định thời điểm này, cần thực hiện nhiều thử nghiệm nhằm tìm ra nhiệt độ và thời gian tối ưu cho từng loại và kích cỡ sản phẩm Khi đạt yêu cầu chất lượng, ngắt máy xả chân không và lấy sản phẩm ra.
- Thường thì nhiệt độ chiên có thể từ 80-150 o C tuỳ theo loại sản phẩm Với khoai tây hoặc khoai lang (lát mỏng), mít thì chiên ở 100-110 o C trong 4-5 phút
- Để đạt chất lượng sản phẩm, người ta cũng có thể chiên sơ trước (chiên thường), rồi mới chiên chân không để đảm bảo độ giòn đạt được
Thieát bò chieân chaân khoâng:
Có hai loại thiết bị chiên: chiên liên tục và chiên gián đoạn Tại Việt Nam, chủ yếu chỉ có thiết bị chiên gián đoạn Thiết bị chiên liên tục hoạt động tương tự như thiết bị gián đoạn, nhưng có thiết kế phức tạp hơn cho phần nhập liệu và lấy sản phẩm, nhằm duy trì độ chân không trong suốt quá trình này.
Thiết bị chiên chân không gián đoạn :
Gồm các bộ phận chính sau :
- Thùng chứa : là bộ phận chứa dầu Bên trong thùng có trục để lắp lồng đựng sản phẩm chiên
- Bơm hút chân không : tạo môi trường chân không khi chiên
- Bộ phận gia nhiệt : là một điện trở gia nhiệt cho dầu trong thùng chứa
Hình 6 : Thiết bị chiên chân không gián đoạn
+ Cho dầu vào thùng chứa
+ Cài đặt nhiệt độ chiên
+ Bật công tắc gia nhiệt cho dầu
+ Khi dầu đạt đến nhiệt độ mong muốn, cho nguyên liệu vào lồng (làm bằng inox) và lắp vào thùng, đóng cửa nhập liệu của thùng
+ Bật công tắc bơm hút chân không
+ Hạ lồng chứa nguyên liệu ngập trong dầu bằng ben thuỷ lực
+ Tuỳ theo nguyên liệu mà xác định thời gian chiên thích hợp
+ Nâng lồng sản phẩm lên khỏi dầu
+ Tiếp tục hút chân không trong vài phút để sản phẩm ráo dầu, tắt bơm hút chân khoâng
+ Tháo sản phẩm, để nguội và ly tâm tách dầu (nếu cần.)
Hình 7 : Thiết bị chiên chân không gián đoạn TWIN-100
Bảng 7 : Thông số kỹ thuật một số thiết bị chiên chân không gián đoạn
TEÂN THIEÁT BÒ PILOT-TYPE TWIN-50 TWIN-100
A Potato, Sweet Potato, Taro, etc
Specification of boiler (Kg/Hr) 200 500 1000
Main material of equipment Stainless SUS-
Thieỏt bũ chieõn chaõn khoõng lieõn tuùc :
- Cách vận hành liên tục khá phức tạp để đảm bảo độ chân không Hiện nay ở thị trường Việt Nam chưa có thiết bị này
- Toàn bộ quá trình nhập liệu, tháo sản phẩm, gia nhiệt dầu được điều khiển bằng hệ thoáng PLC
Hỡnh 8 : Thieỏt bũ chieõn chaõn khoõng lieõn tuùc
Hỡnh 9 : Thieỏt bũ chieõn lieõn tuùc cuỷa coõng ty Qinhuangdao Tonghai Science & Technology
The device features a compact shape dimension of 4900×800×2500 mm and weighs 900 Kg It operates on a power supply of 23.5 KW (AC 380V×3 50Hz) and has a steam consumption rate of 200 Kg/h, with a steam pressure range of 0.2-0.3 Mpa The frying temperature is adjustable between 80-90°C, and it operates under a vacuum of -0.096 to -0.098 MPa Both the frying period and deoiling speed are equipped with autocontrol and adjustable settings for optimal performance.
Xử lý dầu sau chiên
Dầu sau khi chiên thường xuất hiện nhiều cặn, có màu đen, chỉ số axit cao, mùi ôi khét và vị đắng, đồng thời độ nhớt cũng tăng lên Do đó, cần phải xử lý dầu này trước khi tái sử dụng.
Đầu tiên, quá trình xử lý bắt đầu bằng việc tách cặn và huyền phù thông qua các phương pháp lọc, lắng và ly tâm với tốc độ 45.000 vòng/phút Tiếp theo, để tẩy màu, người ta sử dụng các chất hấp phụ như silicagen, infurozit và than hoạt tính Để loại bỏ mùi, sản phẩm sẽ được đun nóng trong thiết bị chưng cất ở nhiệt độ 90-100 độ C dưới chân không (720-730 mmHg), sau đó phun nước với áp suất cao tương ứng với nhiệt độ 325.
Đun nóng dầu ở nhiệt độ 375 độ C và khuấy đều trong thời gian từ 3 đến 8 giờ, giữ áp suất ổn định Các tạp chất dễ bay hơi sẽ thoát ra theo nước, giúp loại bỏ mùi hôi khét của dầu Cuối cùng, để dầu nguội về nhiệt độ bình thường.
Dầu sau khi lọc cặn có thể được tinh chế qua phương pháp hidrat hóa Quá trình này bao gồm việc đun dầu ở nhiệt độ 60-90 độ C trong thiết bị hở, sau đó phun nước lã hoặc nước muối với tỷ lệ 2-10% so với lượng dầu, đồng thời khuấy đều Nước sẽ kết hợp với các thành phần háo nước trong dầu như protein và glucid, tạo thành cặn lắng xuống Cuối cùng, phần dầu trong được gạn lấy và trung hòa bằng xút đến độ axit cho phép, giúp dầu có thể tái sử dụng.
So sánh 2 điều kiện chiên ở áp suất chân không và chiên ở áp suất thường
- Hàm ẩm và lượng dầu hấp phụ vào sản phẩm :
(a) moisture loss vs frying time (b) oil absorption vs frying time.
Hình 10 : (a) Thất thoát độ ẩm và thời gian chiên
(b) Hấp thụ dầu và thời gian chiên
Trong quá trình chiên, hàm ẩm của cả hai phương pháp tương đối giống nhau Tuy nhiên, nhiệt độ dầu và áp suất chân không đóng vai trò quan trọng trong khả năng hấp thụ dầu của sản phẩm Chiên khoai tây ở áp suất thấp và nhiệt độ cao giúp giảm thiểu mức độ hao hụt dầu.
Hình 11: So sánh màu sắc của chip khoai tây ở áp suất chân không và ở áp suất thường :
L : lightness a : green-red chromaticity b : blue-yellow chromaticity
Bảng 8 : So sánh cấu trúc chip khoai tây ở các điều kiện chiên khác nhau
Chip khoai tây chiên ở áp suất chân không cho màu sắc sáng hơn, độ co thể tích nhiều hơn và mềm hơn khoai tây chiên ở áp suất thường.
Thời gian tiêu tốn để chiên một sản phẩm hoàn chỉnh (thời gian chiên)
Loại thiết bị : ở thiết bị chiên liên tục thì tốc độ băng tải và nhiệt độ của dầu sẽ quyết định thời gian chiên
Sự hiện diện của chất gây ô nhiễm trong quá trình chiên không chỉ ảnh hưởng đến hương vị mà còn tác động đến khả năng tiêu hóa và sự chuyển hóa của thực phẩm.
So sánh phương pháp chiên áp suất thường và chiên chân không :
Bảng 9 : So sánh phương pháp chiên áp suất thường và chiên chân không Đối tượng Phương pháp chiên áp suất thường
Phương pháp chiên chân không
- Dễ bị oxy hóa do nhiệt độ chiên cao, sự tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ cao làm tăng quá trình hư hỏng của dầu.
- Lượng dầu tiêu tốn nhiều
Do thiết bị kín hạn chế tiếp xúc với oxy trong không khí và duy trì nhiệt độ chiên thấp nhờ vào chế độ chân không, điều này giúp giảm thiểu sự hư hỏng của dầu.
- Lượng dầu tiêu tốn ít
- Tổn thất chất dinh dưỡng, và vitamin do nhiệt độ chiên cao
- Dễ xuất hiện các dạng hư hỏng :
* Chip sậm màu, cháy đen
* Tăng gãy vỡ do va đập với thiết bị khi chuyển động
tổn thất sản lượng do tạo nhiều phế phẩm
- Hạn chế được tổn thất dinh dưỡng và vitamin do nhiệt độ chiên thấp hơn.
- Hạn chế được các dạng hư hỏng :
* Chip có màu sáng hơn, bề mặt chịp mịn, mềm hơn
Chiên liên tục giúp tiết kiệm năng lượng tối đa cho toàn bộ quá trình chiên nhờ giảm thiểu các tổn thất năng lượng.
- Năng lượng thất thoát giữa các mẻ là lớn cần nhiều chi phí năng lượng.
- Thời gian tạo cùng một khối lượng sản phầm ngắn, do :
* Thời gian làm giảm ẩm tới tiêu chuẩn nhanh do nhiệt độ chiên cao.
- Thời gian tạo cùng một khối lượng sản phẩm dài, do :
* Mất thời gian chuẩn bị giữa các giai đoạn
* Thời gian giảm ẩm tới tiêu chuẩn thấp do nhiệt độ chiên thấp hơn.
- Muốn có năng suất lớn cần tăng khối lượng/mẻ thay đổi thể tích thiết bị.
- So với thiết bị chiên chân không, thiết bị chiên liên tục đơn giản hơn.
- Khả năng tự động hóa cao
- Thiết bị cấu tạo phức tạp, vì làm việc ở áp suất chân không nên yêu cầu cao về độ bền vỏ thiết bị.
- Chỉ thực hiện gián đoạn
Kinh tế - Rẻ tiền hơn - Đắt tiền hơn
Sấy
2.1 Giới thiệu quá trình sấy :
Quá trình sấy là phương pháp phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm, giúp giảm lượng nước còn lại và tăng hàm lượng chất khô, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Thực phẩm sau khi sấy có thể bảo quản lâu dài trong điều kiện thường, đồng thời giảm chi phí bao gói, vận chuyển và bảo quản.
Sấy là quá trình loại bỏ nước khỏi sản phẩm bằng nhiệt, chuyển nước từ trạng thái lỏng sang hơi và thoát ra khỏi bề mặt Quá trình này bao gồm sự khuếch tán nước từ các lớp bên trong sản phẩm ra bề mặt, đồng thời hơi nước từ bề mặt sẽ thoát ra môi trường xung quanh.
Sấy tự nhiên không yêu cầu đốt nóng thêm, tuy nhiên, quá trình này không được kiểm soát, dẫn đến thời gian sấy kéo dài và độ ẩm còn lại của sản phẩm cao Do đó, chất lượng sản phẩm thường không đảm bảo và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
Sấy nhân tạo là phương pháp sử dụng tác nhân sấy để làm nước trong sản phẩm bốc hơi và cuốn đi hơi nước Mặc dù quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng, nhưng nó là phương pháp duy nhất được áp dụng trong ngành công nghiệp để tách ẩm liên kết khỏi thực phẩm.
2.2 Các phương pháp sấy để sản xuất chip khoai tây.
Không khí nóng được sử dụng làm tác nhân sấy cho lát khoai tây, giúp bốc hơi một phần ẩm trong nguyên liệu Quá trình sấy diễn ra trong buồng sấy, nơi nguyên liệu nhận nhiệt theo nguyên tắc đối lưu.
- Động lực của quá trình sấy:
Sự chênh lệch áp suất hơi giữa bề mặt nguyên liệu và tác nhân sấy tạo điều kiện cho các phân tử nước ở bề mặt nguyên liệu bốc hơi hiệu quả.
Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu sẽ được khuếch tán ra vùng bề mặt.
Hình 12: Nguyên lý sấy đối lưu
2.2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của quá trình sấy đối lưu.
Khoai tây có hàm lượng tinh bột cao và chịu nhiệt kém Khi được sấy ở nhiệt độ từ 70°C đến 90°C, đường fructose và glucose trong khoai tây bắt đầu caramel hóa, dẫn đến sự hình thành melanoidin và các phản ứng polime hóa các hợp chất cao phân tử diễn ra mạnh mẽ.
Việc tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy có thể dẫn đến tình trạng cháy sản phẩm, khiến cho các vitamin trong khoai tây bị mất hoàn toàn.
Quá trình sấy phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu; nếu quá nhanh, bề mặt khoai tây sẽ bị rắn lại, ngăn cản quá trình thoát ẩm, trong khi tốc độ tăng quá chậm sẽ dẫn đến cường độ thoát ẩm yếu Hệ thống điều nhiệt trong sấy đối lưu gặp khó khăn trong việc duy trì cân bằng này.
- Hệ thống thiết bị dễ vận hành, chi phí năng lượng thấp Đòi hỏi công nhân có trình độ cao.
Hình 13 : Giản đồ pha của nước
Theo giản đồ pha của nước, điểm ba (Triple Point) là trạng thái mà nước tồn tại đồng thời ở ba thể: thể rắn, thể lỏng và thể khí Tại điểm này, nhiệt độ và áp suất được xác định là t = 0,0098 °C và p.
Trên giản đồ hình 13, đường BO thể hiện ranh giới giữa pha rắn và pha hơi, trong khi đường OA xác định ranh giới giữa pha rắn và pha lỏng Cuối cùng, đường OK là ranh giới giữa pha lỏng và pha khí Điểm K, được gọi là điểm tới hạn, là nơi ẩn nhiệt hóa hơi có thể xem như bằng 0.
Khi ẩm trong vật liệu sấy ở trạng thái đóng băng tại điểm F được đốt nóng đẳng áp đến nhiệt độ tD tương ứng với điểm D, nước ở thể rắn sẽ thực hiện quá trình thăng hoa DE Trên giản đồ, áp suất càng thấp thì nhiệt độ thăng hoa của nước càng giảm, dẫn đến việc khi cấp nhiệt cho vật liệu sấy ở áp suất thấp, độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và vật liệu sấy sẽ tăng Đây là ưu điểm của sấy thăng hoa so với sấy chân không thông thường từ góc độ truyền nhiệt.
- Quá trình sấy thăng hoa chia làm ba giai đoạn:
Trong giai đoạn này, vật liệu sấy được làm lạnh từ nhiệt độ môi trường khoảng 20°C xuống -10 đến -40°C, như thể hiện trong hình 14 Đồng thời, không gian trong bình thăng hoa được hút chân không, dẫn đến áp suất trong bình giảm Sự giảm áp suất này làm cho áp suất hơi nước trong bình thấp hơn so với áp suất hơi nước trong vật liệu sấy, gây ra hiện tượng thoát ẩm từ vật liệu vào không gian bình thăng hoa Kết thúc giai đoạn làm lạnh, nhiệt độ của vật liệu sấy sẽ nhỏ hơn nhiệt độ điểm ba, và áp suất trong bình cũng thấp hơn áp suất điểm ba Theo số liệu thực nghiệm, khoảng 10-15% tổng lượng ẩm sẽ thoát ra khỏi vật liệu trong giai đoạn này.
Hìmh 14: Đồ thị nhiệt độ làm việc của bình thăng hoa.
A- Nhiệt độ vật liệu sấy; B- Nhiệt độ khay sấy; C- Áp suất trong bình thăng hoa.
Trong giai đoạn thăng hoa, nước trong vật liệu sấy bắt đầu thăng hoa mạnh mẽ nhờ vào bức xạ nhiệt từ các tấm bức xạ, dẫn đến độ ẩm của vật liệu giảm nhanh và gần như tuyến tính Giai đoạn này được xem là thời kỳ có tốc độ sấy không đổi, với phần lớn nhiệt lượng được sử dụng để biến thành nhiệt ẩn thăng hoa, khiến nhiệt độ của vật liệu hầu như không thay đổi Cuối giai đoạn, nhiệt độ vật liệu sấy tăng dần từ -10 đến -40 độ C lên 0 độ C, đánh dấu sự kết thúc của quá trình thăng hoa.
Giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại:
Sau giai đoạn thăng hoa, nước trong vật liệu sấy chuyển về dạng lỏng do trạng thái nằm trên điểm ba Mặc dù áp suất trong bình thăng hoa vẫn thấp hơn áp suất khí trời nhờ bơm chân không, vật liệu sấy tiếp tục được gia nhiệt, khiến ẩm không ngừng biến từ dạng lỏng sang dạng hơi và thoát vào không gian bình thăng hoa Do đó, giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại chính là quá trình sấy chân không bình thường.
CÁC SẢN PHẨM CHIP KHOAI TÂY LÁT 1 Chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu hoá lý
Sản phẩm khoai tây sau khi chiên xong phải đạt được các chỉ tiêu được Bộ Y Tế quy định nhử veà :
- Hàm lượng muối ăn (TCVN5932-1995)
- Chổ soỏ peoxit, chổ soỏ axit (TCVN6127-1996)
Như đối với sản phẩm khoai tây lát chiên giòn :
- Hàm lượng chất béo trong sản phẩm khoảng 20%