Giáo trình Công nghệ thực phẩm

pdf

129 trang ngocly 1950

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Công nghệ thực phẩm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_cong_nghe_thuc_pham.pdf

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ thực phẩm

Giáo trình Công nghệ thực phẩm
CH NG I : KHÁI NI M C B N V QUÁ TRÌNH CÔNG NGH TH C PH M I. Khái ni m công ngh Công ngh có ý ngh a t ng h p c a các yu t sau ây : - V t li u và quá trình bi n i c a v t li u - Ph ơ ng pháp (quy trình) s n xu t - Công c s n xut - iu ki n kinh t , t ch c s n xu t Bi n i c a v t li u Vt lý Hóa lý Hóa h c Hóa sinh Sinh h c Cm quan Tính ch t v t lý và bi n i Cơ lý: hình d ng, c ng, kh i l ng, bi n l u Nhi t: nhi t , d n nhi t, nhi t hàm Quang: ho t ng quang h c, ph n chi u, kh n ng h p th in : d n in, hng s in ly Cơ lý: hình d ng, c ng, kh i l ng, lu bi n, Nhi t: nhi t , d n nhi t, nhi t hàm Quang: ho t ng quang h c, ph n chi u, kh n ng h p th in : d n in, hng s in ly S bi n i v t lý liên quan n vi c t o thành các ch t m i, tính ch t c m quan c a th c ph m (màu s c, mùi v , hình th c ) Tính ch t hóa lý và bi n i Tính ch t keo : Hydrat hóa, tr ơ ng n , ông t , t o mixen, tính ch t a n c, k n c 1
Tính ch t pha : B c h ơi, hòa tan, k t tinh, t o b t, t o ông (r n, l ng, khí) Tính ch t khuy ch tán (tính hút m, tính phân tán) : Trao i ch t, truy n kh i Tính ch t hóa h c và bi n i Ch t dinh d ng Nc Các h p ch t Các s n ph m trao i ch t Ch t b sung Ch t nhi m Bao g m các bi n i : Phân gi i, th y phân Các ph n ng c ng Các ph n ng oxi hóa Các ph n ng trao i, trung hòa Tính ch t hóa sinh và bi n i Tr ng thái enzyme : Các l ai ph n ng hóa h c có s tham gia c a enzyme chín lên men Tính ch t sinh h c và bi n i Cu t o t bào : Bi n i t bào Ngu n g c sinh h c : Phát tri n và sinh tr ng Tình tr ng VSV : bi n i vi sinh v t Tình tr ng v sinh: Tính ch t sinh lý dinh d ng : Tính ch t c m quan và bi n i Mùi v Màu s c Tr ng thái 2
II. Khái ni m v công ngh th c ph m Quan ni m thông th ng: Công ngh - ph ơ ng pháp (technology) = (method) sn xu t -Th t c (proceduce) -hay qui trình (instruction) Quan ni m hi n i: 4 y ếu t ố CB: Công ngh -Vt li u và bi n i c a v t li u ( i t ng s n xu t) (technology) = -Ph ơ ng pháp (qui trình s n xu t) -Công c (ph ơ ng ti n s n xu t) -iu ki n kinh t , t ch c SX Quan ni m thông th ng: Nguyên Bi n i Sn li u ph m Qui trình Thi t b Quan ni m hi n i: Nguyên Bi n i Sn li u Qui trình ph m Thi t b Kinh t Hi u qu kinh t S l ng Ch t l ng 3
2.Các ph ư ng pháp và quá trình trong CNTP: a. Khái ni m công ngh gia công và công ngh ch bi n: Gia công là ph ơ ng pháp bi n i v t li u t tr ng thái này sang tr ng thái khác, nh ng ch ưa đạt được đế n tr ạng thái cu ối cùng c n yêu c u c a v t li u hay c a s n ph m. Ch ế bi ến là ph ơ ng pháp bi n i v t li u cho t ới khi đạ t được tr ạng thái c a yêu cu s d ng hay yêu c u thành ph m. b. Phân lo i các ph ư ng pháp ch bi n th c ph m Theo trình t th i gian (thu ho ch, b o qu n, ch bi n, b o qu n thành ph m, x lý tr c s d ng) Theo trình s d ng công c (th công, c ơ gi i, t ng hóa) Theo ngu n n ng l ng s d ng (tác nhân v t lý, n i n ng) Theo tính ch t liên t c (gián on, bán liên t c, liên t c) Theo tr ng thái m c a v t li u (khô, t) Theo m c ích (chu n b , khai thác, ch bi n, b o qu n, hoàn thi n) Phân lo i theo m c ích c a quá trình - Quá trình chu n b : là quá trình s lý s ơ b nguyên li u, t o iu ki n thu n l i cho quá trình ti p theo ví d nh quá trình lo i tr t p ch t, phân lo i, t o hình un nóng - Quá trình khai thác : là quá trình làm giàu c u t có giá tr dinh d ng trong th c ph m nh quá trình cô c, k t tinh, ch ng c t. ép - Quá trình ch bi n: quá trình tác ng vào nguyên li u t th c ph m có ch t l ng th p tr thành th c ph m ch t l ng cao h ơn. + Làm t ng giá tr c m quan: giá tr c m quan ph thu c vào : hình dng, màu s c, mùi, v c a th c ph m. + Gi c giá tr dinh d ng c a th c ph m + Làm t ng th i gian b o qu n : loi tr vi sinh v t, m t ph n bào t và enzyme ch a trong th c ph m. - Quá trình hoàn thi n: quá trình bao gói t o ra s n ph m phù h p nh quá trình rót sn ph m vào h p, t o dáng, t o hình, dán nhãn 4
- Quá trình b o qu n: làm h n ch s hao h t giá tr dinh d ng c a s n ph m nh quá trình làm l nh ông, thanh trùng Phân lo i các quá trình công ngh : - Quá trình c ơ h c: Quá trình tác ng c ơ h c lên nguyên li u làm thay i hình dng, kích th c mà không làm thay i thành ph n hóa h c. VD: nghi n, chà xát, ct, - Quá trình th y l c c ơ gi i : Là quá trình c ơ h c nh ng tác ng vào nguyên li u dng d ch l ng s t, VD: khu y tr n, ng hoá - Quá trình khu ch tán: Là quá trình chuy n v t ch t t pha này sang pha khác nh quá trình hòa tan, quá trình k t tinh, ng ng t bay h ơi - Quá trình nhi t: Là các quá trình un nóng làm l nh, th ng là quá trình nhi t kèm theo quá trình khu ch tán. VD : thanh trùng, s y, rán - Quá trình hóa h c và sinh h c: Quá trình này tác ng vào nguyên li u t o ra s n ph m làm thay i c tính ch t, thành ph n hóa h c c a nguyên li u, t o ra các s n ph m m i. VD : lên men, enzyme thu phân 3. Yêu c u thi t b trong CNTP -Th c hi n quá trình công ngh tiên ti n, t o ra c nh ng thông s mà công ngh yêu c u. -Tính tiêu chu n hóa cao ( ơn gi n trong thi t k , s a ch a). -D v n hành, an toàn, d làm v sinh, b n, ch c ch n, d t ng hoá. -Hi u qu kinh t k thu t cao, chi phí/ ơn v s n ph m là th p nh t, n ng su t, giá thành u t , di n tích chi m ch , chi phí v n hành b o d ng. - b n hoá h c c a máy: không b n mòn hoá h c, ch u nhi t, b n c ơ h c cao : b n v t li u ch t o ph thu c vào iu ki n s n xu t. Vì v y khi ch n thi t b tr c h t ph i xác nh chính xác các thông s công ngh nh : nhi t , áp su t, môi tr ng ti p xúc. II. Tính ch t h th ng c a quá trình công ngh th c ph m Hệ th ống = mt t p h p các ph n t (element) + t p h p m i quan h gi a các ph n t ó. 5
Các ph n t c u thành h th ng có nhi ệm v ụ chuy ển hoá các đạ i l ượng vào c ủa hệ th ống (input) thành các đại l ượng ra (output) ca h th ng (ch c n ng c a h th ng) . I LNG PT 1 PT 2 PT 3 I L NG U VÀO U RA (INPUT) (OUTPUT) PT 5 PT 4 H TH NG C TH y: các y u t bên ngoài X Y x: các y u t bên trong H TH NG TR U T NG NGUYÊN LI U PT 1 PT 2 PT 3 PT 4 SP 1 PT 5 PT 6 PT 7 SP 1 PT 8 PT 9 SP 1 H TH NG DÂY CHUY N 6
H th ng NGUYÊN ph ư ng pháp I LI U DC 1 SP 1 Vn chuy n DC 2 SP 1 NGUYÊN H th ng ph ư ng pháp II DC LI U 3 SP 1 DC4 SP 1 H TH NG LIÊN K T CÁ HP ÉP LÀM T I SY PT PT 1 PT 2 PT 3 4 NGHI N BT CÁ SÀNG PT 5 X LÝ TÁCH TINH DU CÁ DU CH PT 6 PT 7 H TH NG C TH C A CNSX B T CÁ, D U CÁ 7
Vt lý C lý Hoá h c Phân chia BT CÁ CÁ DU CÁ Thi t b τττ to H TH NG TR U T NG C A CNSX B T CÁ, D U CÁ Mc khô Ra Nng Cán xé Tm gia v Sy Bao gói Sp P. hoá P. hoá P. hoá h c (a) Quá trình hc (b) hc (c) bao gói, nh hình Quá trình c ơ lí Quá trình hóa lí Quá trình c ơ lí, nh hình Quá trình nhi t Quá trình c ơ lí a) - Ph n ng thu phân b) - Ph n ng hoá h p c) - Ph n ng thu phân -Ph n ng phân hu -Ph n ng melanoidin -Ph n ng caramen hóa -Ph n ng caramen hóa -Ph n ng quinonamin -Ph n ng melanoidin -Ph n ng melanoidin -Ph n ng quinonamin -Ph n ng quinonamin -Ph n ng oxy hoá kh -Ph n ng oxy hoá kh 8
Quá trình lên men : to [ng] [NaCl] ym khí Rau qu chua Rau qu LÊN MEN VSV Glucoza Saccaroza Axit lactic Sõ h th ng lên men mu i chua rau qu to τ [NaCl] pH Thu s n Sn ph m l ng (fish sauce) X lý LÊN MEN Sn ph m c (fish paste) Cơ h c [E] Quá trình thu phân Pr Quá trình t o màu Quá trình t o mùi Quá trình lên men lactic (có thính) Sõ h th ng thu s n lên men 9
to τ ym khí Cõ h c LÊN MEN Tôm X lý Tôm chua VSV ýng (Saccaroza) Axit lactic Quá trình lên men lactic Quá trình thu phân Pr Quá trình t o màu Quá trình t o mùi Sõ h th ng lên men tôm chua Tiêu chu n hoá Thanh trùng to τ ym khí to τ ng hoá LÊN MEN Sa Chu n b Ngâm chín SP VSV Axit lactic ng Cy Quá trình lên men lactic ch ng VSV Quá trình t o qu n s a Quá trình bi n i Pr Quá trình lên men ethanol (t/h có n m men) Chu n b ch ng Sõ h th ng lên men s a chua 10
PH N TH 2 CÁC QUÁ TRÌNH C B N TRONG CÔNG NGH TH C PH M CH NG I : QUÁ TRÌNH C LÝ Bài 1 : Quá trình phân chia (phân lo i và phân h ng) 1. Bn ch t c a quá trình Là s tách các c u t có trong m t h n h p thông qua s khác nhau b i m t ho c nhi u tính ch t c tr ng c a chúng. - Phân lo i (sorting): Quá trình phân lo i th c ph m là quá trình chia th c ph m ra thành nh ng nhóm d a vào m t s tính ch t v t lý có th o c nh : hình d ng, kích th c, kh i l ng và màu s c. - Phân h ng (grading): Phân h ng là quá trình ánh giá m t s thu c tính c a th c ph m có c s ánh giá toàn di n ch t l ng c a th c ph m. Thu t ng phân lo i th ng c dùng thay th qua l i cho thu t ng phân h ng. Quá trình phân hng th ng c th c hi n b i ng i ã c ào t o và có kinh nghi m. 2. M c ích c a quá trình - Chu n b : tách các tp ch t, làm s ch h n h p. - Hoàn thi n là quá trình phân lo i s n ph m trong và sau khi khi ch bi n. Phân nguyên li u th y s n tr c khi vào các quá trình ch bi n. 2. V t li u và quá trình bi n i Không có bi n i v ch t ch bi n i v thành ph n c u t (v t lý). 3. Ph ơ ng pháp th c hi n S d ng d u hi u phân chia phân chia : nh ng tính ch t khác nhau v c ơ lí : kích th c hình h c, hình d ng, tính ch t khí ng, tr ng thái b m t Quá trình phân chia có th d a trên các d u hi u sau: Theo m t d u hi u phân chia: theo kích th c, theo m c ch t l ng, ây là hình th c phân chia c áp d ng nhi u nh t trong vi c phân chia h n h p th c ph m. Nguyên li u c d a theo m t tính ch t nh t nh phân chia thành nhi u lo i khác nhau. 11
Ví d : quá trình phân chia các c khoai tây c d a vào kích th c to nh c a c phân ra các lo i khác nhau. Quá trình phân chia các qu d a trong công ngh s n xu t h p d a c ng dùng y u t kích th c c a qu phân lo i ng v i ng kính c a qu khác nhau. Theo hai ho c nhi u d u hi u phân chia k t h p v i nhau: Theo kích th c Theo hình d ng Kh i l ng Tính ch t khí ng h c Phân lo i theo tính ch t t tính Phân lo i theo màu s c Hi u su t c a quá trình phân lo i ưc tính : (a − a ). B E = c d .100 , % ad 1( − ad ) Trong ó : - ac: thu n nh t cu i cùng c a h n h p chính. - a: thu n nh t ban u c a h n h p chính - B : t l thu h i h n h p chính. Ví d : sau khi làm s ch 145 t n h t iu có tinh khi t 85% thì thu c s n ph m có l n 2% t p ch t và cho hi u su t c a quá trình phân chia là 95%. Tính lng s n ph m thu c? Gi i bài: Nh v y ta có - ac = 1- 0,02 = 0,98 - a = 0,85. - E = 0,95 = 95%. (a − a ). B T công th c : E = c d .100 , % ad 1( − ad ) Do ó E.a 1( − a ) 95 .0,85.( 1− 0,85) B = đ đ = = 0,93 100 .( ac − ađ ) 100 .( 0,98 − 0,85) Mà B = kh i l ng h n h p sau khi phân chia/kh i l ng tr c khi phân chia 12
Do ó : l ng h n h p h t iu s ch thu c là = B. l ng tr c khi phân chia = 0,93.145 = 134,85 t n s n ph m. 3.8. Máy phân lo i ki u sàng Máy phân lo i ki u sàng th ng có hai d ng là sàng ph ng và sàng hình tr (thùng quay). 3.8.1. Máy phân lo i ki u sàng ph ng: Máy g m m t s sàng c x p ch ng lên nhau phía trên m t khung t o rung. Sàng có kích th c l t 20 mm n 125 mm. Các h t có kích th c nh h ơn kích th c l sàng s i qua sàng d i tác d ng c a tr ng l c cho n sàng có kích th c l mà nó s gi h t l i trên sàng. Máy phân lo i ki u sàng ph ng 3.8.2. Máy phân lo i ki u sàng hình tr : Máy phân lo i d ng này ch y u s d ng phân lo i các lo i h t ng c c nh lúa, go, cà phê, h t iu Máy có c u t o g m sàng hình tr làm b ng thép t m có c l ho c b ng l i an. Các sàng c t nghiêng so v i m t ph ng n m ngang m t góc t 5-10°. Các sàng có th c b trí d ng ng tâm (sàng này n m trong sàng kia) ho c d ng song song n i ti p (các h t i t sàng này n sàng kia). Máy phân lo i ki u sàng hình tr có n ng su t cao h ơn máy phân lo i ki u sàng ph ng. N ng su t 13
ca máy s t ng cùng v i t c quay c a sàng, tuy nhiên n u t c quay v t quá tc gi i h n, v t li u do l c ly tâm s dính vào sàng mà không r ơi xu ng. Máy phân lo i ki u sàng n i ti p Máy phân lo i ki u sàng ng tâm 3.9. Máy phân lo i trái cây 3.9.1 Máy phân lo i dùng con l n Máy g m m t s con l n l p phía trên m t b ng chuy n nghiêng. Kho ng cách t các con l n n b m t c a b ng t i t ng d n theo chi u chuy n ng c a v t li u. Trong khi chuy n ng cùng t m b ng, n u kích th c c a trái cây nh h ơn kho ng cách gi a con l n và b m t t m b ng, trái cây ra i ra ngoài máng h ng. 14
3.9.2. Máy phân lo i dùng dây cáp B ph n phân lo i là các dây cáp c ng gi a hai tr c quay. Kho ng cách gi a hai dây cáp t ng d n t trên xu ng. Nguyên li u c n phân lo i th ng là các lo i qu to nh cam, b i, chanh Nguyên li u c n p vào t phía trên. Sau khi n p vào, các qu s chuy n ng d c theo khe h gi a 2 s i dây cáp và s r ơi xu ng máng h ng d i n u kho ng cách gi a hai s i dây cáp l n h ơn kích th c c a qu . Trôc quay D©y c¸p Mét cì Puly 3.10. ng phân lo i S d ng r t hi u qu trong công nghi p xay xát, dùng phân lo i h t dài và ng n, thí d nh phân lo i t m ra kh i g o. ng phân lo i là m t ng hình tr c truy n ng quay, làm t thép t m m ng cu n tròn l i. B m t bên trong c a ng c t o các h c lõm có kích th c chính xác và b ng nhau b ng phơ ng pháp d p bên trong và ng tr c v i ng có m t vít ti và máng h ng có th iu ch nh v trí h ng c b ng các quay máng. ng và vít ti có th quay cùng s vòng quay ho c có th khác nhau. 15
Nguyên li u c a vào m t u c a ng. Khi quay, h t s chui vào h c. Các ht dài r ơi ra ngay khi h c v a c quay lên. Trái l i, h t ng n n m sâu trong h c nên r ơi ra sau khi ng ã quay lên cao. Ph n h t ng n s r ơi vào máng h ng và c vít t i y d c theo máng ra ngoài và r ơi theo m t ng riêng. Sau m t s l n quay, h u h t h t ng n c chuy n lên máng h ng, ph n còn l i trong ng ch là ht dài. Do ng quay t h ơi d c nên h t dài di chuy n d n v u th p c a ng và rơi ra. Tùy theo v trí c a máng h ng, kích th c c a các h t dài và ng n c phân riêng s thay i. Nng su t và ch t l ng làm vi c c a ng phân lo i t ng khi ng dài h ơn. Ngoài ra kích th c c n chính xác và ng nh t, n u không r t khó phân lo i. Trong tr ng hp quay nhanh, l c lytâm quá l n s làm h t bám ch t lên thành ng làm gi m kh nng phân riêng ho c ôi khi không phân riêng c. 3.11 Máy phân phân c tôm 3.11.1 Nguyên t c B ph n làm vi c chính là c p tr c l p nghiêng so v i m t ph ng n m ngang. Kho ng cách gi a hai tr c l n t ng d n t trên xu ng. Tôm c n p vào t phía trên c a c p tr c và i xu ng d i. Khi nào kho ng cách gi a hai tr c l n l n h ơn chi u dày thân tôm, tôm s r ơi xu ng máng h ng và i n b ng chuy n ti p nh n tôm. 1.Thùng ch a nguyên li u 5.T m iu ch nh c tôm 16
CÊu t¹o cña m¸y ph©n lo¹i trôc l¨n 2.B ng t i n p li u 6. Máng h ng tôm 3. Máng rung 7. B ng t i ra tôm 4.Tr c l n phân c Máy phân c g m 2 ph n chính: i) B ph n n p li u: B ph n này g m m t thùng n p nguyên li u d ng hình ch nh t c làm b ng thép không r . Bên trong thùng có t m t b ng t i n p li u a nguyên li u lên cao. Do d c c a b ng t i l n nên trên t m b ng g n các thanh b ng thép to thành g a tôm lên. Phía d i u tháo li u c a b ng t i là mt màng rung có các rãnh nh h ng. M c ích c a sàng rung là dàn u nguyên li u và sau ó phân b u n các khe c a tr c l n phân c . Phía d i màng rung có l p mô t ơ in t o rung. ii) B ph n phân c : B ph n này bao g m các c p tr c phân c chuy n ng ng c chi u nhau và t nghiêng m t góc so v i m t n m ngang. Do máy phân c th ng phân nhi u c nên các tr c l n phân c th ng chia làm hai tr c ng n h ơn. Tr c l n th ng làm b ng thép không r và có chi u dài kho ng t 3- 4 m. T i kho ng h không phân c gi a hai tr c l n, ng i ta t các t m ch n dng ch không cho nguyên li u lt xu ng các khe không phân c . Phía d i tr c l n phân c là các máng h ng nguyên li u. Phía d i các máng h ng là các b ng t i chuy n tôm ã phân c ra ngoài. 3.11.2 Nguyên lý ho t ng Nguyên li u sau khi r a s ch c a vào thùng n p nguyên li u. B ng t i n p li u s a nguyên li u lên phía trên và vào sàng rung. Sàng rung s phân b u nguyên li u vào các tr c l n phân lo i. Nguyên li u s i vào khe h gi a hai tr c 17
ln và chuy n ng i xu ng. Khi chi u dày thân tôm nh h ơn kho ng cách gi a hai tr c l n, tôm s r ơi xu ng máng h ng và n b ng t i ti p nh n nguyên li u. iu ch nh c nguyên li u, ng i ta có th iu ch nh kho ng cách c a 2 tr c l n nh các vít ho c iu ch nh b ng các t m iu ch nh c nguyên li u s 5, t m này có th d ch lên, d ch xu ng t ng gi m c nguyên li u. 3.12. Máy l a ch n dùng quang in 3.4.1 Nguyên t c: Thi t b s d ng các tia sáng chi u vào th c ph m, quá trình phân lo i d a vào s khác nhau v màu s c c a th c ph m. Thi t b lo i này dùng phân lo i thc ph m có màu s c khác nhau nh các lo i qu chín và qu xanh, lo i g o, phân lo i lúa mì, Nguyên lý làm vi c 18
Go b lo i Go thành ph m Lúa mì b lo i Lúa mì thành ph m 3.4.2 C u t o và ho t ng: C u t o c a thi t b phân lo i dùng quang in c miêu t hình bên. 19
Thi t b bao g m m t ph u n p nguyên li u (1), ph u này t trên m t sàng rung (2) dàn u nguyên li u. Nguyên li u c ch y xu ng m t ng tr t (3) thành hàng. Phía d i c a ng tr t có t m t thi t b dùng phân lo i th c ph m theo màu s c (4). Thi t b này g m có èn phát ra tia sáng chi u vào th c ph m. Trên thi t b có t i di n v i èn hu nh quang là m t v t kính thu nh n ánh sáng phát ra chi u qua th c ph m. Màu s c trên th c ph m khác nhau s tác ng l i v t kính. T tín hi u t v t kính chuy n n b ph n iu khi n phân tích. Tín hi u này c chuy n qua tín hi u in áp : làm thay i hi u in th , t tín hi u in s chuy n qua tín hi u c ơ h c. Khi có s khác nhau vè màu s c s làm thay i in áp và b ph n iu khi n tác ng vào b ph n nén khí ho t ng m van y (5) và y th c ph m không phù h p v i màu s c yêu c u chuy n ng l ch h ng chuy n ng. Nh v y, th c ph m ã c phân ra thành hai lo i t trong hai thùng ch a (7) và (8). 20
2.2 Quá trình ép 2.2.1. M c ích, yêu c u Phân chia l ng- r n trong v t li u : ép n c mía trong s n xu t ng, ép rau qu l y d ch, ép d u trong các lo i h t có d u. nh hình- bi n d ng v t li u : ép t o ra s i, t o hình cho bánh bích quy, ép u ph trong quá trình tách n c, ép viên ng, 2.2.2. V t li u và quá trình bi n i Tính ch t c a v t li u ép: Xét v tính ch t hóa lí : liên k t c a ch t dinh d ng v i n c trong nguyên li u bao g m các liên k t t do (liên k t dính), liên k t hóa lí (liên k t c ơ lí và th m th u) và liên k t hóa h c. Do ó vi c ép tách các ch t dinh d ng trong th c ph m ra ngoài ph thu c vào s c t t các liên k t này b ng các l c c ơ h c sau khi phá v c u trúc t bào c a th c ph m. Ph n l ng (d ch ép) c a quá trình ép là n c và các ch t dinh d ng hòa tan hay không hòa tan trong n c. Ph n r n (bã ép) là ph n các ch t x ơ, ph n còn l i c a quá trình ép, có m th p và ã b bi n i so v i nguyên li u ban u.Trong quá trình ép cng c n tính n c u trúc c a v t li u, c ng, x p, kh n ng àn h i ca nguyên li u l a ch n thông s cho quá trình. Bi n i v v t li u : Thay i ch y u v m t v t lý: v c u trúc, tr ng thái, m, tr ng thái liên kt, hình d ng, Không thay i nhi u v hóa sinh hóa h c, sinh hóa nh ng do quá trình ép làm t ng kh n ng ti p xúc v t li u v i oxy không khí nên d x y ra quá trình oxyhoa các ch t dinh d ng, nh t là các ch t vitamin, ng th i làm gi i phóng các enzyme ra kh i t bào c ng làm t ng kh n ng oxyhoa. 2.2.3. Các y u t nh h ưng Tính ch t v t li u: liên k t gi a các ch t dinh d ng v i ph n r n trong th c ph m là m t nhân t nh h ng n hi u su t c a quá trình ép. Do ó, làm gi m liên k t này thì s t ng hi u qu c a quá trình. Quá trình x lí tr c khi ép là c n thi t phá v ho c làm y u m t ph n các liên k t hóa lí, phá màng t bào b ng các ph ơ ng 21
pháp c ơ h c (nghi n, c t, va p ), ph ơ ng pháp gia nhi t và dùng enzyme th y phân. Ví d : Ép mía : c n nghi n nh thân mía tr c khi ép l n 1, sau ó phun n c nóng vào ph n bã hòa tan các ch t ng còn trong bã và ti p t c ép l n 2, iu này làm cho hi u su t t kho ng 90 %. Ép d u : nghi n nh phá v c u trúc t bào do d u n m sâu trong các mao qu n ca v t li u và gia nhi t b ng h ơi n c tr c ti p làm y u các liên k t c a v t li u vi d u, làm bay m t ph n h ơi n c, bi n tính prôtit, h hóa tinh b t làm cho n i nh tr nên àn h i h ơn. Áp l c ép Áp l c ép c n t o ra làm rách màng t bào tùy thu c vào c u trúc c a v t li u mà có lc ép t o ra khác nhau. C u trúc v t li u càng c ng thì l c ép càng cao. Theo nh ng nghiên c u thì hi u su t c a quá trình ép t l thu n v i l c ép, nh ng n u lc ép t ng quá cao thì làm cho các mao qu n b b t kín và ngn c n s thoát d ch ra ngoài. Vn t c ép: v i m t chi u dày ép c nh thì khi t ng v n t c c a máy ép n ng su t s t ng lên, còn n u v n t c ch m thì n ng su t gi m i nh ng hi u su t ép l i t ng lên. 2.2.3. Ph ơ ng pháp th c hi n : Áp su t cao Áp su t th p Nhi t cao Nhi t th p 2.2.4. V n thi t b (gi i thi u thi t b ép) Ép vít: Ép qu , h t có d u sau khi ã nghi n và ch ng s y Th y l c: Thích h p cho v t li u c ng(ht có d u) Tr c: V t li u c ng và có s i(mía) Khí nén: V t li u c n tránh vò nát(các lo i qu ) 22
7.1. Máy ép 7.1.1 Máy ép th y l c làm vi c gián on 23
Thùc phÈm Pittông Ap l c Van Pittông Van Van DÇu M¸y Ðp thuû lùc A: xi lanh m¸y nÐn B: xi lanh Ðp S¬ ®å nguyªn t¾c cña qu¸ tr×nh Ðp thuû lùc Cu t o c a thi t b bao g m m t bàn ép phía trên có giá ép. Bàn ép này c t trên m t pittông d ch chuy n. Trong xi lanh c a bàn ép có t ch t l ng, th ng là du, ch t l ng này n m trong không gian tác d ng c a hai pittông, tác ng qua l i theo nguyên t c thu l c c th hi n. M t h pittông và xi lanh khác có ti t di n nh h ơn r t nhi u so v i ti t di n c a xi lanh trong bàn ép, ch t l ng trong hai xi lanh này c thông v i nhau. Tác d ng m t l c lên xi lanh máy nén (A) ch t l ng s truy n l c này tác d ng lên xi lanh máy nén, làm d ch chuy n xi lanh máy nén lên trên cao, ép th c ph m lên trên giá ép. Lúc ó th c ph m b ép và d ch s ch y xu ng máng ch a, còn d ch còn l i trên b m t c a bàn ép. Máy ép thu l c làm vi c gián on nh ng cho n ng su t cao và t n ít n ng l ng. 7.1.2 Máy ép tr c vít Máy ép tr c vít bao g m m t vít t i có b c vít gi m d n theo h ng chuy n ng ca nguyên li u. Tr c vít c t trong m t ng sàng có ng kính l sàng r t nh . Tr c c a máy ép c g n v i ng c ơ in thông qua h p s iu ch nh tc quay c a tr c vít. Phía d i c a máy ép là máng ch a d ch. M t u có c a np li u a th c ph m c n ép vào m t u a bã ã ép ra ngoài. Th c ph m c n ép c a vào không gian c a vít t i. D i s c ép c a vít t i c u trúc c a th c ph m b phá v , d ch trong th c ph m ch y ra ngoài. D ch ch y xu ng 24
máng ch a và c vn chuy n ra ngoài. Bã ép ti p t c c ép trong không gian ca vít t i và d i s c ép c a vít t i, d ch trong t bào ti p t c c v t ki t cho n khi bã i n u kia c a máy l c ép. Bã s c y ra ngoài theo chi u y c a vít t i. 1 2 3 4 7 6 5 M¸y Ðp trôc vÝt 1: m« t¬ 2: trôc vÝt 3: cöa n¹p liÖu 4: æ ®ì 5: l−íi sµng 6: m¸ng chøa dÞch 7: cöa th¸o b· Ðp 2.3 Quá trình l ng 2.3.1. M c ích, yêu c u Phân riêng m t h n h p không ng nh t (có kh i l ng riêng khác nhau) bng tr ng l c ho c l c ly tâm. Mc ích Khai thác: Tách tinh b t kh i d ch bào. Chu n b : tr c khi l c, l ai b t t p ch t. S n xu t alginate, agar t rong bi n 2.3.2. V t li u và quá trình bi n i Th c ph m s d ng quá trình l ng bao g m các h : các ch t r n phân tán trong ch t lng g i là h huy n phù, các pha l ng phân tán trong l ng không tan l n vào nhau gi là h nh t ơ ng và các ch t khí s c vào lòng ch t l ng g i là h b t. 25
Trong th c t , quá trình l ng c th c hi n ch y u v i h huy n phù v i m c ích là phân chia h n h p huy n phù thành hai pha : pha l ng và pha r n. m t trong nh ng pha r n khó tách là các lo i huy n phù có kích th c nh , chúng t n t i tr ng thái l ơ l ng trong ch t l ng mà không l ng xu ng b ng tr ng l c. ph ơ ng pháp l ng b ng tr ng l c ch l ng c các h t huy n phù có kích th c l n h ơn 100 µm. còn các ch t có kích th c nh h ơn thì không hi u qu . Các ch t r n dng này th ng c g i là h keo. Chúng mang in tích và l ơ l ng trong ch t lng, h keo là nguyên nhân gây ra các v n c và làm m t giá tr c m quan c a s n ph m. tách c hoàn toàn các ch t keo trong ch t l ng, các ch t tr l ng c áp d ng nh m t ch t làm ông t các keo. Các h t keo b ông t lai v i nhau khi chúng b trung hòa in tích : g i là im ng in. các ch t tr l ng có nhi m v làm trung hòa in tích c a l p in tích trên b m t h t keo, các h t keo s t t p li v i nhau và làm t ng kh i l ng, khi ó h keo s l ng xu ng áy. Ngoài các ch t tr l ng, thì bi n pháp gia nhi t làm t ng nhi t c a ch t lng n g n nhi t sôi c ng làm cho các h t keo ông t . Bi n pháp này em l i hi u qu cao hơn nh ng nó nh h ng n ch t l ng c a th c ph m : nh thay i màu, mùi c a s n ph m. Bi n i c a th c ph m l ng trong quá trình v n chuy n và bo qu n là s ông t c a các h keo mà quá trình ch bi n ch a lo i tr h t nh các s n ph m bia, r u vang, n c qu , nhi t t ng lên làm cho các h t keo ông t và t o thành các h t l ơ l ng trong chai, làm gi m giá tr c m quan c a th c ph m. Các bi n i c a th c ph m : Ch bi n i v t lý (tách pha) Không bi n i hóa h c, hóa lý, sinh hóa Ch t l ng t ng lên do lo i c t p ch t (c m quan) 2.3.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Lng b ng tr ng l c: B l ng, thùng l ng 26
Quá trình l ng c th c hi n b ng tr ng l c c a h t r n, do s chênh l ch v kh i lng riêng nên h t r n s l ng xu ng áy thùng. Quá trình h t i xu ng th ng c sc c n c a l c y Acximet do s c c n th y l c t o nên. Quá trình l ng tr ng l c c th c hi n trong nhi u gi và ch cho hi u qu t t v i các h t có kh i l ng riêng l n h ơn kh i l ng riêng c a pha liên t c. qúa trình l ng c th c hi n trong các thùng l ng có áy hình côn, trong thùng l ng l n có t thêm các thi t b cào bã lng xu ng c a tháo bã. Lng b ng tr ng l c áp d ng cho vi c thu h i tinh b t, thu h i các lo i b t nghi n trong quá trình nghi n t, thu h i d ch s a n m men trong quá trình lên men Lng b ng l c ly tâm: Xyclon S d ng l c ly tâm tác ng vào các ph n t t o ra các bán kính quay khác nhau do lc ly tâm c tính : m.v2 F = lt r Trong ó: m là kh i l ng c a h t r n, kg. v : là v n t c dài c a h t, m/s r: bán kính quay c a c a h t, m Nh v y, các h t có kh i l ng càng l n thì sinh ra l c li tâm càng l n. trong m t bán kính quay nh t nh, pha có kh i l ng l n s n m sát thành c a thi t b , còn pha có kh i l ng nh thì càng n m v phía tâm thi t b . Quá trình li tâm l ng áp d ng cho t t c các lo i s n ph m nh ng nó th ng c áp d ng cho các s n ph m có kh i l ng riêng nh và khó l ng b ng tr ng l c vì cn trang b thêm các thi t b ng l c sinh ra l c ly tâm. 2.3.4. V n thi t b (gi i thi u thi t b l ng) 27
2.4 Quá trình l c Là quá trình phân riêng h n h p l ng không ng nh t thành ph n d ch trong và bã. Quá trình c th c hi n thông qua l p vách l c, d ch trong s th m qua vách l c và bã n m l i trên vách l c. 2.4.1. M c ích, yêu c u Mc ích: Khai thác: S n xu t b t 28
Chu n b : L c d ch ng tr c khi ch bi n, l c trong các lo i d ch bia, dch th y phân, 2.4.2. V t li u và quá trình bi n i Vt li u trong quá trình l c là các lo i khí b i, huy n phù t o nên các pha không tan l n vào nhau và có kh n ng tách kh i nhau. Vt li u g m: khí, b i, l ng, r n. Bi n i: ch làm thay i tính ch t v t lí c a th c ph m nh : trong, sch, màu s c, tr ng thái và ch t l ng c t ng lên. Các tính ch t khác h u nh không b bi n i. Trong các thi t b hi n nay có th l c c các vi sinh v t, các phân t polypeptit lo i chúng ra kh i các s n ph m lên men, th y phân nên giá tr c a các s n ph m l c t ng cao. Trong s n xu t n c m m, quá trình th y phân Prôtêin c a enzyme t o ra các axit amin, các polypeptit, nguyên nhân làm cho nc m m không có v ng t m à và có v ng là do các polypeptit t o ra, do ó quá trình l c càng t t thì d ch n c m m càng có giá tr kinh t cao. Trong quá trình sn xu t bia, quá trình l c bia non c áp d ng và ã lo i h u h t các n m men trong bia ti n hành b o qu n. trong quá trình ch bi n n c u ng thì quá trình l c th m th u ng c v i các màng l c c c nh ã làm t ng ch t l ng c a n c lên r t nhi u và c ng l c c h u h t các vi sinh v t có trong n c. Các y u t nh h ng n quá trình l c - Áp su t l c: là ng l c c a quá trình l c, khi t ng áp su t thì t c l c (l ng th tích d ch l c thoát ra qua b m t l c trong m t th i xác nh) t ng lên. Nh ng n u t ng áp su t quá cao làm cho l p bã b nén ch t, gi m các l mao qu n trong l p bã và ng n c n quá trình l c. - Tính ch t c a l p bã : l p bã t o nên m t l p vách l c h u ích, làm t ng trong c a d ch l c. Nh ng tính ch t c a l p bã ph thu c vào kích th c c a ht c n, n u c n l n, chúng s t o nên m t l p bã x p, t o ra nhi u mao qu n, quá trình l c nhanh. Nh ng n u kích th c h t nh , l p bã m n và nhanh chóng vít các l mao qu n, khó th c hi n quá trình l c. c i thi n vn này, các ch t tr l c ã c a vào t ng x p c a l p bã lên. Th ng c dùng nh t là iatômít (b t m n, thành ph n ch y u là SiO 2) 29
pha v i dung d ch c n l c và p chúng lên l p vách l c, khi ó ch t tr l c s t o cho l p bã có tính x p nhi u h ơn. 2.4.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Quá trình l c c th c hi n b ng vi c t o ra s chênh l ch áp su t gi a tr c và sau b m t vách l c. Quá trình này c th c hi n b ng b ơm ho c máy hút chân không. B ơm làm t ng áp su t tr c b m t vách l c còn máy hút chân không th c hi n quá trình h áp su t sau b m t vách l c. - Lc áp su t không i : chi u dày l p bã t ng lên, t c l c gi m i - Lc nhi t cao, th p, th ng Lc nhi t cao : áp d ng cho ch t l ng có nh t cao và nhi t ông c cao, nh các lo i d ch n u rong bi n. Lc nhi t th p: áp d ng cho các lo i d ch d b bi n tính b i nhi t, b oxyhoa nhanh khi t ng nhi t . Ví d nh các lo i bia, các lo i d ch vitamin, Lc nhi t th ng : áp d ng cho ch t l ng có nh t không cao - Lc gián on: quá trình l c có chi u dày l p bã t ng lên, và t c l c gi m i. Quá trình l c k t thúc khi chi u dày l p bã ng n c n s th m c a ch t l ng qua nó. - Lc liên t c: là quá trình l c có chi u dày l p bã không i (xét trên m t v trí c a quá trình l c) và t c l c không i. 2.4.4. V n thi t b 7.2. Các thi t b l c 7.2.1 Máy l c ép khung b n Máy dùng phân riêng h l ng không ng nh t nh ng d ng l c các d ch qu sau khi ép, các d ch ng trong s n xu t bia, d ch chi t su t khác. Nguyên lý c a thi t b này là t o nên s chênh l ch áp su t tr c và sau vách l c, thi t b làm vi c gián on. 30
Cu t o c a máy l c khung b n Máy l c ép ki u khung b n bao g m m t dãy các khung và b n x p xen k nhau và c ép ch t b i vít ép. Các khung và b n u có ba l : m t l d n d ch l c vào, mt l d n n c r a và l còn l i tháo d ch l c ra. Các l ghép v i nhau t o thành các ng thông t u n cu i thi t b . Các khung và b n có tai bên s n treo. Các khung bn này có th ch t o b ng gang, g ho c nh a Bn : có b m t s n ph ng và nh n mép ngoài, lõm và có các g , mép trên c a bn có m t l d n n c r a, ph n d i có l nh thông v i van tháo d ch, b n c l ng v i l c. - Khung : c t gi a hai b n t o ra m t phòng ch a bã, các khung c ng có l n kh p v i l c a b n t o ra ng d n huy n phù ho c n c r a i qua ng này t n cùng phía cu i. Huy n phù i theo ng vào không gian các khung Dung d ch c n l c c b ơm vào không gian các khung ca máy l c d i tác d ng ca tr ng l c và áp l c c a b ơm. N c trong s th m qua v i l c vào các khe c a khung r i theo rãnh d n ch y ra ngoài. Ph n r n b gi l i trong không gian c a khung cho n khi khung ch a y bã. 31
Hçn hîp cÇn läc Håi l−u Trong tr ng h p c n r a bã, ta b ơm n c r a vào ng d n n c r a, các ch t hòa tan có trong bã s hoà tan vào n c và i ra ngoài gi ng nh quá trình l c. Kt thúc quá trình l c khung và b n c tách ra, d i tác d ng c a tr ng l c bã trong khung r ơi xu ng d i máy l c, ph n còn l i dùng bi n pháp th công l y ra. u : n ng su t cao do b m t l c l n, d ki m tra, ơn gi n, b n Nh c im : làm th công, v i l c hao mòn nhi u. 7.3.2. Thi t b l c ki u ng 8.3.2.1 Nguyên t c c a thi t b l c ki u ng: ng l c c làm b ng kim lo i, thu tinh hay th ch anh. ng c b t kín m t u, mt u h . Trên thành ng có c l nh , phía ngoài ng c bao b c m t l p v i l c, th c ch t ây là l p v i d ng các s i nh qu n Líp v¸ch läc quanh ng tr . L p v i l c này ph thu c vào yêu c u c a công ngh . D ch c n l c s i bên ngoài ng, d ch l c s th m th u qua l p vách l c, i vào không gian bên trong c a ng lc, i lên trên và ra ngoài. Trong quá trình CÊu t¹o cña èng läc lc, n u ch có l p vách l c thì ch a th iu ki n l c s ch các ch t huy n phù l ơ l ng, có kích th c nh . t ng c ng cho quá trình l c, t ng hi u qu l c, ng i ta th ng p thêm m t l p b t tr l c bên ngoài l p v i l c, làm t ng hi u qu c a quá trình l c. 32
8.3.2.2 C u t o c a thi t b l c ki u ng Thi t b c ch t o g m nhi u ng l c ghép l i v i nhau thành m t thi t b nh hình v . Thi t b có m t ng d n d ch vào, m t ng d n d ch trong ra ngoài, phía di là ng x áy. Các ng l c c l p v i nhau trên m t m t bích có ren ho c b ph n m kín. S l ng ng l c kho ng t 1 n 69 ng. 8.3.2.3 Ho t ng c a thi t b : quá trình l c tr i qua 3 giai on. - Giai on 1: Giai on này c n t o ra m t l p vách l c có kh n ng l c nh t nh. Vì l p vách l c trên b m t ng không dày l c c d ch trong cho nên ta ph i ti n hành p thêm m t l p bt tr l c lên b m t vách l c, làm cho vách l c dày lên và vách l c s ho t ng t t h ơn. giai oan này ng i ta b ơm tu n hoàn d ch l c cho n khi th y d ch l c i ra ng tháo d ch l c t trong theo yêu c u thì d ng quá trình p b t tr l c và chuy n qua giai on 2. - Giai on 2: Giai on l c, ng i ta b ơm d ch c n CÊu t¹o cña thiÕt bÞ läc èng lc vào không gian l c, d ch trong s th m th u qua vách l c và i lên trên. Quá trình l c này c k t thúc khi l p bã bám trên b mt ng lc quá dày, c n tr quá trình l c và làm gi m ng l c c a quá trình l c. dày c a l p bã ph thu c vào s l ng ng l c, kho ng 15 n 20 mm. - Giai on 3: giai on làm s ch vách l c, giai on này s d ng b ơm a n c ra i ng c v i chi u i c a chi u i c a d ch l c. Khi ó, l p bã bám trên b m t vách l c s bung ra và i xu ng ng x áy, ra ngoài. 33
2.5 Quá trình ly tâm Ly tâm là quá trình phân riêng h n h p huy n phù ho c nh t ơ ng thành hai pha khác nhau. Nguyên lí c a quá trình gi ng nh quá trình l ng b ng l c ly tâm, v i huy n phù thì phân chia thành hai pha l ng và r n, còn nh t ơ ng thì phân chia thành hai pha : pha n ng và pha nh . S d ng l c ly tâm tác ng vào các ph n t t o ra các bán kính quay khác nhau do l c ly tâm c tính : m.v2 F = lt r Trong ó: m là kh i l ng c a h t r n, kg. v : là v n t c dài c a h t, m/s r: bán kính quay c a c a h t, m 2.5.1. M c ích, yêu c u Tách các ph n t có kh i l ng riêng khác nhau : các h n h p l ng r n và lng-lng không tan l n vào nhau. Mc ích: Chu n b : tách t p ch t, tr c l c làm gi m áp l c l c Khai thác: Thu nh n s n ph m, thu h i s n ph m 2.5.2. V t li u và quá trình bi n i Hn h p không ng nh t khí- l ng- r n Rn- l ng: Lng- l ng: Ch có bin i v t lý Tr ng thái ch t l ng s n ph m t ng 2.5.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Ly tâm l ng : quá trình th c hi n gián on, l c ly tâm tác ng vào h n h p r n l ng, các ch t r n s t o thành l p bã bám ch t vào thành thi t b . sau quá trình ly tâm, h n h p t o Nguyên lí c a máy ly tâm l c 34
thành hai pha: pha l ng (d ch trong) và pha r n (l p bã). Ly tâm l c : quá trình th c hi n gián on ho c liên t c, ph ơ ng pháp này th ng c áp d ng trong công nghi p do n ng su t ly tâm l n. d i tác d ng c a lc li tâm và vách l c, các ch t r n s n m l i trên vách l c, còn l p d ch trong s i qua l p bã, l p vách l c i ra ngoài. Quá trình c o bã c th c hi n liên t c hay gián on. Ly tâm nh t ơ ng: các lo i s a t ơ i c n tách béo, tách d u, quá trình này phân chia h n hp l ng l ng thành hai pha: pha n ng và pha nh . Pha n ng i ra phía thành ngoài c a máy còn pha nh i vào phía tâm máy. Quá trình phân chia pha là do các a hình nón ch p lên nhau, quay v i v n t c l n, t o ra l c ly tâm tác ng vào các h t. 2.5.4. V n thi t b (gi i thi u thi t b ly tâm) 4.1 Ly tâm tách t p ch t và tách béo - Mc ích: Tách ch t béo ra kh i s a Các các bào t vi sinh v t ra kh i s a Tách các ch t r n ra kh i s a 1. Thi t b ly tâm d ng a siêu t c Máy phân ly siêu t c lo i d a có nhi u lo i: lo i h , lo i kín, lo i n a kín, lo i tháo bã b ng tay và b ng ly tâm. Máy ly tâm siêu t c lo i d a dùng phân li huy n phù có hàm l ng pha r n nh ho c phân ly nh t ơ ng khó phân ly. Máy ly tâm siêu t c lo i d a dùng tách b ơ trong s a, tinh luy n d u th c v t và l ng trong các ch t béo Cu t o 35
• B ph n ch y u c a máy là rôto g m các a ch ng lên nhau v i m t kho ng cách thích h p. • a gi a các l ph i n m trên ng thông 1,5mm. • • a trên c gi nh các gân trên m t ngoài c a a d i. Ð nghiêng ca a nón c n m b o h t v t li u tr t xu ng t do (th ng góc na nh nón t 30-500) . • Kho ng cách gi a 2 a ly tâm liên ti p là 0,5÷1,3cm. • Các a quay có ng kính dao ng t 20÷102cm và c x p ch ng lên nhau. Ho t ng Máy có th làm vi c gián on ho c liên t c. Máy làm vi c gián on trong tr ng h p tháo bã b ng tay. Do dung tích kho ng không gian c a l p bùn phân li không l n nên máy ly tâm tháo bã b ng tay s d ng hi u qu khi thành ph n h t l ơ lng n 0,05% th tích. 36
Máy ho t ng theo ph ơ ng pháp liên t c . u tiên s a nguyên li u c np vào máy ly tâm theo c a (5), ti p theo s a s theo h th ng kênh d n ch y vào các kho ng không gian h p gi a các a ly tâm. D i tác d ng c a l c ly tâm, sa c phân chia thành 2 ph n: ph n cream có kh i l ng riêng th p s chuy n ng v phía thành thùng quay. Sau cùng c 2 dòng cream và s a g y theo kênh d n riêng thoát ra ngoài.Hàm l ng ch t béo trung bình trong s a g y là 0,05%. Tr c khi a vào thi t b tách béo s a c gia nhi t lên n 55-65°C. 37
2.6 Quá trình ph i ch , o tr n Ph i ch : là quá trình pha tr n gi a 2 hay nhi u thành ph n khác nhau thu c mt h n h p áp ng nhu c u ã nh o tr n là quá trình nh m làm ng u sn ph m thành m t kh i ng nh t 2.6.1. M c ích, yêu c u Mc ích: To s n ph m m i : pha tr n các ch t t o thành m t s n ph m. Tng ch t l ng s n ph m : t o ra h ơ ng th ơm, mùi, v khác nhau làm tng giá tr c m quan H tr các quá trình : nguyên li u cùng pha l ng v i l ng nh hòa siro vào d ch n c qu , pha các lo i r u có n ng khác nhau, hòa s a vào càphê, v i nguyên li u r n v i l ng nh n c v i b t mì 2.6.2. V t li u và quá trình bi n i Vt lí : bi n i v kh i l ng, th tích, tr ng thái, h s d n nhi t Hóa lí : thay i v kh i l ng riêng, nhi t dung riêng, hòa tan, t c trao i nhi t Hóa h c : ít có ph n ng hóa h c t o ra Hóa sinh: thêm các ch t b o qu n nh vitamin C, benzoat, làm t ng th i gian b o qu n, t o pH th p khi ph i ch các ch t có axit làm c ch s phát tri n c a vi sinh vt nh quá trình nhúng n c gi m. 2.6.3. Ph ơ ng pháp th c hi n - Xác nh t l ph i ch Ph ơ ng pháp toán h c: c n ph i ch 2 thành ph n a và b (% kh i l ng) t o thành hn h p có m (% kh i l ng). Tính toán theo công th c sau bi t t l c a t ng thành ph n a.A b.B m m.A m.B + = (A + B) = + 100 100 100 100 100 A m − b Ta có t l = B a − m Trong ó A: l ng thành ph n có n ng a% B là thành ph n có n ng b% 39
- ph ơ ng pháp ng chéo: a lng c u t A :(m-b)/(a-b) m b lng c u t b : (a-m)/(a-b) A m − b do ó = B a − m Ví d : c n pha 1000 lít n c m m 12° t n c m m có 30° m, tính l ng n c mu i và l ng n c m m c n thi t c n b sung vào? Theo ph ơ ng pháp toán h c 30.A + 0.B = 12 (A+B) Và A+B = 1000 Do ó : A = 12000/30 = 400 lít n c m m và B = 1000 – 400 = 600 lít n ơ c mu i. Ta có n c m m/n c mu i 30 nc m m : (12-0)/(30-0) =2/5 12 0 nc mu i : (30-12)/(30-0) = 3/5 Vy l ng n c m m c n dùng là : 1000 x 2/5 = 400 lít và l ng nc mu i c n b sung = 1000 x 3/5 = 600 lít. 2.6.4. V n thi t b (gi i thi u thi t b ph i ch ) 6.1. Thi t b khu y tr n ch t l ng 6.1.1 Tác d ng c a vi c khu y tr n ch t l ng Th c ph m l ng th ng t n t i d i d ng các h nh t ơ ng ho c h huy n phù. H nh t ơ ng là h n h p hai ch t l ng không tan l n vào nhau. H huy n phù là h có pha liên t c là ch t l ng, pha phân tán là ch t r n. ng nh t h n h p các c u t trong h này, ng i ta s d ng ph ơ ng pháp khu y tr n. Khu y tr n làm cho các cu t phân tán vào nhau t o thành m t h ng nh t. 40
Khu y tr n làm t ng kh n ng trao i nhi t c a ch t l ng, ch t l ng s ti p xúc nhi u h ơn v i b m t trao i nhi t khi c n un nóng ho c làm l nh. 6.1.2. Các d ng cánh khu y ch t l ng 6.1.2.1 Cánh khu y mái chèo Cánh khu y c c u t o t nh ng t m thép ho c b ng Inox c u n cong hay ph ng. Nh ng t m thép này c g n vào m t tr c, phía trên c n i v i ng c ơ C¸nh khuÊy d¹ng m¸i C¸nh khuÊy m¸i chÌo d¹ng khung chÌo in. Có hai d ng cánh khu y mái chèo là cánh khu y ph ng và cánh khu y d ng khung. Tác ng c a cánh khu y ph ng là y th c ph m trong thi t b khu y tr n theo ph ơ ng bán kính t tâm thi t b ra ngoài thành. Tác dng c a cánh khu y mái chèo dng khung thì ngoài tác d ng y ch t l ng theo h ng bán kính thì nó còn t o ra m t dòng tu n hoàn th c p, dòng C¸nh khuÊy ch©n vÞt này do các thanh ch n ngang ca cánh khu y t o nên. Trong thùng khu y tr n có th có t m ch n trên thành thi t b làm t ng kh n ng khu y. Nó c ng có th c u t o theo ki u ch n song song vi tr c c a cánh khu y ho c cánh khu y vòng cung theo c u t o thi t b . T c quay c a cánh khu y ph ng kho ng 20- 80 v/phút. Cánh khu y mái chèo th ng áp dng i v i ch t l ng có nh t th p, d khu y tr n. 41
6.1.2.2. Cánh khu y ki u chân v t Cánh khu y c c u t o t hai, ba cánh khu y g n vào m t tr c quay, phía trên tr c có t môt ơ in truy n chuy n ng cho cánh khu y. Khi cánh khu y quay, dòng ch t l ng i vào tâm và i ra theo ph ơ ng song song v i tr c quay, do ó cánh khu y chân v t t o c các dòng tu n hoàn m nh h ơn cánh khu y mái chèo rt nhi u. Ch t l ng chuy n ng theo các h ng khác nhau m b o kh n ng khu y tr n r t u. T c c a cánh khu y chân v t r t cao kho ng 150 n 1000 v/phút cho nên trong quá trình khu y tr n ch t l ng th ng t o ra d ng ph u trên b mt c a thùng ch a, làm gi m n ng su t ca thi t b , h n ch tr ng h p này, ng i ta th ng t tr c c a cánh khu y lch tâm ho c t n m ngang tr c. C¸nh khuÊy ch©n vÞt 6.1.2.3. Cánh khu y ki u tu cbin Cánh khu y có hai d ng: d ng h p kín và d ng h p h . Cánh khu y lo i này thích hp cho ch t l ng có nh t th p. Cánh khu y tu cbin th ng có t c 200 - 2000 vòng/phút 42
Cánh tuabin d ng h Cánh tuabin d ng kín 6.2. Máy khu y tr n lo i nguyên li u d o 6.2.1. Máy khu y tr n tr c n m ngang Trong ó: 1. Thùng quay 4. Bánh r ng 2. Puly nghiêng thùng 5. C a n p li u 3. áo h ơi 6. Puly truy n ng 43
Mt s d ng cánh khu y Gm m t thùng quay có áo h ơi làm nóng th c ph m thùng có c ơ c u cánh khu y. Thùng tr n có dung tích kho ng 300 lít và 2 cánh khu y quay v i v n t c khác nhau. Cánh khu y làm vi c nh ng c ơ in và h th ng truy n ng riêng. Trên thùng còn l p c ơ c u nghiêng thùng c thi t k quay v i v n t c ch m. Th i gian nghiêng thùng kho ng 5 phút do ó ng i ta dùng hai h th ng truy n ng bánh vít, tr c vít Sn ph m vào thùng sau ó y n p l i cho cánh khu y ho t ng ng th i m van n c ra cho n c vào làm nóng th c ph m. Th i gian o tr n ph thu c vào yêu c u công ngh . Sau khi tr n t yêu c u cho ng c ơ 2 ho t ng trong khi ó cánh khu y ti p t c quay. Sau khi xong v t li u thì t t ng c ơ cánh khu y cho ng c ơ nghiêng thùng làm vi c thùng quay tr l i. 6.2.2 Máy tr n có tr c th ng ng Máy gm hai ph n: ph n t nh và ph n di ng. Ph n t nh g m h th ng truy n ng truy n ng cho cánh khu y. Cánh khu y c l p v i ph n t nh và nó c nâng lên h xu ng cùng v i n p. Ph n di ng g m ch u quay có l p trên xe y 3 bánh, tr c ch u có l p 1 bánh vít. Khi y ch u vào v trí làm vi c thì bánh vít n kh p v i tr c vít. 44
v t li u vào ch u, y xe n ph n t nh c a máy t i ây có r•nh c bi t cho quá trình l p ghép chính xác. Sau ó h n p và cánh khu y xu ng cho ng c ơ in ho t ng. Trong quá trình làm vi c, cánh khu y và ch u quay. Sau khi tr n t yêu c u, ng ng quá trình khu y, ng ng môt ơ, nâng cánh khu y và n p lên, l y ch u quay ra cho ch u khác vào. 6.3 . Khu y tr n các s n phm r i. 45
Khó t c s ng nh t hoàn toàn, hi u qu ph thu c vào : - kích th c hình d ng, kh i l ng riêng c a th c ph m - hi u qu c a máy tr n c th - xu h ng mà các h t v t li u ông vón nhau - ph thu c vào m, tính ch t b m t tính ch t ch y c a v t li u 6.3.1 Lo i thùng quay : các thi t b lo i này c th hi n qua các hình v sau + Thùng quay n m ngang ho c th ng ng: + Thùng quay có ti t di n l c giác : cho phép tr n và nghi n + Thùng quay có d ng hình ch Y: t ng c ng quá trình tr n 46
6.3.2 Lo i v n chuy n : Dùng tr n các s n ph m r i, g m có lo i d ng b ng xo n, tr n b ng vít t i 47
Máy tr n d ng b ng xo n a) Lo i b ng: lo i thi t b này va v n chuy n v a khu y tr n, c u t o c a thi t b là nh ng b ng xo n. Khi nó th c hi n v n chuy n nó có tác d ng khu y tr n, làm cho nguyên li u c tr n u h ơn. b) Lo i vít t i có cánh vít d ng cánh g t, chúng v a g t nguyên li u v a th c hi n quá trình khu y tr n. Mt s hình nh c a cánh khu y 48
Ch ư ng 3: CÁC QUÁ TRÌNH NHI T 3.1 Quá trình un nóng, làm ngu i 3.1.1. M c ích, yêu c u Là QT t ng nhi t t nhi t ban u n nhi t cu i cùng cho tr c ∆t= t cu i- t u> 0 un nóng ∆t= t cu i- t u< 0 làm ngu i Mc ích: - Chu n b : quá trình ch n t o iu ki n cho quá trình bóc v , làm m m c u trúc c a nguyên li u th c ph m - Khai thác: làm bay h ơi n c trong quá trình cô c, ch ng c t - Ch bi n: un nóng làm bi n i c u trúc, tính ch t hóa h c c a th c ph m, làm chín th c ph m, t o ra các giá tr c m quan c a th c ph m t t h ơn. - Bo qu n: un nóng làm m t ho t tính c a các enzyme, gi t ch t vi sinh v t vi nhi t trên 70°C, ng n ng a bi n i sinh h c c a th c ph m. - Hoàn thi n : t o ra màu c a th c ph m do các ph n ng caramen hóa, 3.1.2. V t li u và quá trình bi n i Bi n i v t lý : - Bi n i v nhi t trong th c ph m, do s chênh l ch nhi t bên ngoài vi tâm c a s n ph m nên nhi t trong tâm s n ph m t ng d n lên n khi t nhi t cân b ng. quá trình truy n nhi t vào tâm ph thu c nhi u vào chi u dày c a th c ph m và h s truy n nhi t c a th c ph m. N u là th c ph m l ng thì truy n nhi t b ng i l u còn v t li u r n thì truy n nhi t b ng dn nhi t. - Bi n i v th tích : v i nguyên li u có c u trúc x p, nhi u gian bào thì un nóng là cho c u trúc tr nên y u i, các mao qu n nh l i và th thích c a nguyên li u gi m i; ví d nh các lo i rau, qu khi ch n ho c lu c. V i nguyên li u có tr ng thái r n và c thì ng c l i, th tích c a chúng có th tng lên khi un nóng nh các s n ph m th t - Bi n i v kh i l ng: kh i l ng c a th c ph m th ng là gi m i trong quá trình un nóng do quá trình bay h ơi n c. 52
Hóa lý hóa h c : quá trình t ng nhi t làm t ng hòa tan và gi m nh t ca ch t l ng, t o nên s chuy n pha trong th c ph m, làm t ng t c c a các ph n ng th y phân, t o nên các ch t màu, mùi m i xu t hi n. - Tng nhi t c a th c ph m kéo theo các ph n ng hoá h c nh : ph n ng t o màu caramen hoá do ph n ng m t n c c a ng, ph n ng melanoidin do ng kh và các axit amin, ph n ng t o màu quinonamin là ph n ng gi a octoquinon và axit amin. Các ph n ng t o màu di n ra nhanh chóng khi t ng nhi t , do ó quá trình gia nhi t c t n d ng t o ra giá tr c m quan m i cho th c ph m. - T c t ng nhi t c ng nh h ng n t c ph n ng oxyhoa, ph n ng t o màu ca các ch t. Ví d khi ung nóng khoai tây, càng un nóng càng ch m bao nhiêu thì khoai tây, táo, lê càng en do các enzyme poliphenoloxydaza ho t ng càng lâu, ph n ng càng nhi u. - Do s tác ng t ơ ng h gi a chlorophyl v i các acid ch a trong dung d ch c a t bào c a rau qu . - Th i gian un nóng càng lâu thì chlorophyl chuy n thành pheophytin vàng nhi u. - Các lo i rau qu có hàm l ng acid càng cao thì càng d b bi n i m nh và nhanh khi un n u. Sinh hóa sinh hoá và vi sinh : - N u t ng nhi t n nhi t t i thích thì vi sinh v t phát tri n nhanh và enzyme ho t ng tr l i - Nu nhi t ti p t c t ng thì vi sinh v t và enzyme b tiêu di t và n u t nhi t cao thì chúng hoàn toàn b tiêu di t. - Nhi t cao có tác d ng làm gi m c t c a các các ch t c trong th c ph m Cu trúc t bào: b phá v , t bào b nén ch t lai. Cm quan - màu s c c a th c ph m thay i: quá trình ch n s làm n nh màu s c, làm m t ho t tính enzyme 53
- mùi v : làm m t mùi t nhiên, t o nên các ch t th ơm làm t ng giá tr c m quan nh làm m t mùi tanh c a cá, t o nên mùi th ơm c a th t, làm m t mùi ngái c a u nành, 3.1.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Tr c ti p: các ch t t i nhi t : h ơi n c bão hoà, không khí nóng ti p xúc tr c ti p v i th c ph m. ph ơ ng pháp này t o nên s ng u v nhi t, th i gian gia nhi t nhanh, ít x y ra các tr ng h p c c b v nhi t, nh ng có m t nh c im là ch t t i nhi t ng ng t trong th c ph m làm loãng ho c thay i mùi v c a th c ph m. Gián ti p : ch t t i nhi t và th c ph m ti p xúc v i nhau qua m t vách ng n, vì th th i gian gia nhi t lâu h ơn, c n có s khu y tr n t ng kh n ng truy n nhi t, th c ph m không b pha loãng và không bi n i mùi v do các tác nhân bên ngoài. 3.1.4. V n thi t b 3.1.4.1.Thi t b un nóng hai v làm vi c gián on áp su t th ng Thi t b này th ng c s d ng n u chín th c ph m: nh n u th t, n u chín cá, nu các lo i d ch ng, d ch n c s t cà chua. Trong m t s quá trình dùng n u các lo i d ch lên men trong s n xu t r u c n, trình s n xu t bia, n i hai v còn c s d ng lu c chín m t s s n ph m thu s n nh lu c tôm, lu c m c. Thi t b có hai d ng: d ng hình bán nguy t có n p y và d ng hình tr có cánh khu y tr n. Thi t b có c u t o t hai l p v có hình bán c u, v trong c ch t o b ng inox. V ngoài c ch t o b ng thép ho c b ng inox. Kho ng không n m gi a hai v ch a h ơi. tránh th t thoát nhi t và m b o an toàn khi v n hành thì v ngoài có b c cách nhi t b ng bông thu tinh ho c các h p ch t cách nhi t khác. Thi t b c t trên m t tr c r ng có giá . Hai u tr c c ch t o c bi t a h ơi vào và l y n c ng ng ra, u a h ơi vào có ch a h p h ơi, trên ó có g n áp k và nhi t k, van an toàn. nghiêng n i ng i ta dùng c ơ c u bánh vít, bánh vít c l p ch t trên tr c, khi quay vô l ng thì bánh vít quay làm nghiêng thùng th c ph m ã n u. 54
3.1.4.2. Thi t b un nóng trong ng kín làm vi c áp su t th ng 3.1.4.2.1. Thi t b un nóng ki u ng chùm Thi t b có m t v hình tr , hai u hàn m t sàng. Các ng truy n nhi t c hàn ch t vào các m t sàng. áy và n p c n i v i v b ng m t m t bích thông qua các bulông ghép ch c. Trên v , n p và áy có ng n i d n ch t t i nhi t và th c ph m. t ng quá trình trao i nhi t, thì ng i ta th ng l p thêm các cánh t n nhi t v phía ch t t i nhi t h s t a nhi t kém. ThiÕ t bÞ ®un nãng kiÓu èng chïm th¼ng ®øng 1: Thµnh thiÕt bÞ 2: MÆt sµng 3: èng thµnh phÇn 4: MÆt bÝch ThiÕt bÞ ®un nãng kiÓu èng chïm n»m ngang Khi cn t ng v n t c ch t t i nhi t, ng i ta th ng chia khoang c a thi t b ra nhi u ng n. Ng i ta có th chia d c theo thành c a thi t b ho c có th chia theo chi u ngang c a thi t b . Th ng ch t t i nhi t mang nhi u c n b n, khó làm v sinh 55
ng i ta cho d ch ó i trong ng thành ph n. Còn ch t t i nhi t ít t o c n b n nh hơi n c, khói lò ng i ta cho nó i vào phía ngoài ng thành ph n. 3.1.4.2.2 thi t b trao i nhi t ki u ng l ng ng Thi t b là m t dàn ng bao g m m t ng làm b ng kim lo i, n u dùng trong th c ph m thì ng i ta làm b ng inox. Bao b c bên ngoài ng ó là m t ng khác ng này c hàn kín vào ng phía trong và có hai ng n i. Các ng phía trong c t song song v i nhau, các ng này c ni v i nhau b ng m t khu u d ThiÕt bÞ ®un nãng èng lång èng 1: èng trong 2: èng ngoµi tháo l p và v sinh phía trong ng. 3: trôc khuûu 4: èng nèi Khi ho t ng, th c ph m d ng lng th ng cho i trong ng t d i lên còn ch t t i nhi t i ngoài ng (ngh a là phía trong không gian gi a hai ng) t trên xu ng. Quá trình un nóng này th ng ti n hành d ng ng c chi u t ng c ng quá trình trao i nhi t. u im c a thi t b này là h s truy n nhi t l n vì ta có th cho th c ph m và ch t ti nhi t chuy n ng nhanh, d ng chuy n ng r i. C u t o c a thi t b này ơ n gi n nh ng nó r t c ng k nh, t n nhi u kim lo i, khó làm s ch kho ng tr ng bên trong không gian hai ng. 56
ThiÕt bÞ ®un nãng kiÓu èng lång èng 3.1.4.2.3 Thi t b un nóng ki u khung b n Cu t o: thi t b có c u t o d ng các t m c ghép song song v i nhau thành nh ng h p r ng và c n i v i nhau t o thành l i chuy n ng cho th c ph m và ch t truy n nhi t. Gi a t m b n có các t m m kín m b o ng n cách hai l u ch t chuy n ng. Bên ngoài có các giá ép ch t các t m b n l i v i nhau. Th c ph m và ch t t i nhi t chuy n ng ng c chi u do ó tc truy n nhi t cao, n ng su t c a thi t b l n. Thi t b c s d ng t t v i nh ng th c ph m d ng l ng, các lo i u ng, n c ép trái cây, các s n ph m s a ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt d¹ng khu ng b¶n 57
3.2 Quá trình làm l nh và l nh ông, 3.2.1. M c ích, yêu c u Khái ni m Làm l nh ông (freezing) là quá trình a nhi t ban u c a th c ph m xu ng d i im óng b ng, t i -8°C ÷ - 10°C và có th xu ng th p h ơn: - 18°C, - 30°C hay -40°C. im óng b ng c a th c ph m : d i 0°C im quá l nh (super cold temperature): hi n t ng n c ch a k t tinh thành á khi d i 0°C, ph thu c vào n ng ch t tan, c u t o màng TB và t c h nhi t. t0C T (phút) 0 -1,45 Đim đóng b ăng -5 Đim quá l nh im óng b ng tuy t i (absolutely freezing point hay Eutectic point): nhi t t i thi u toàn b n c trong t bào th c ph m ông c (-55°C n – 65°C). Trong công nghi p ch bi n l nh th c ph m, ch c n -40°C là m b o ch t l ng s n ph m. Quan h gi a l ưng n ưc óng b ng trong thu s n và nhi t làm l nh ông Nhi t Lng n c óng Nhi t Lng n c óng (°C) bng (%) (°C) bng (%) -1 0 -14 86,9 58
-1,5 8 -18 88,4 -2 52,4 -20 89,0 -3 66,5 -26 90,0 -4 73 -30 90,3 -5 76,7 -36 90,5 -10 84,3 -40 90,5 - Mc ích Làm ch m s h h ng c a nguyên li u sao cho n khi rã ông sau th i gian bo qu n l nh, ta không th phân bi t c thu s n ông l nh và thu s n t ơ i sng lúc ch a a vào làm l nh ông (gi nguyên t ơ i c a nguyên li u). - Ý ngh a Gi c t ơ i nguyên li u qua giai on t n tr , v n chuy n và phân ph i. Kp th i iu hoà và phân ph i m i n ơi, m i lúc các lo i thu s n ch t l ng cao và giá c n nh. Ph c v nhu c u xu t kh u các Ơ N V TH C PH M t ng thu nh p qu c dân. 3.2.2 Công on trong làm l nh ông X lý nguyên li u -> (Bao gói) -> Làm l nh ông -> (M b ng/bao gói) -> B o qu n kho l nh -> Rã ông (Tan giá) -> Làm m -> S d ng (ch bi n) 3.2.3. C ch óng b ng Nguyên t c: Khi h nhi t d i 00C, các d ng n c trong Ơ N V TH C PH M óng b ng d n tu m c liên k t c a chúng trong t bào, liên k t yu thì nhi t l nh ông (tl ) cao, liên k t m nh thì nhi t l nh ông th p hơn. - N c t do c u trúc, tl = -1 ÷ -1,5°C. - Nc b t ng, tl = -1,5 ÷ -20°C. - N c liên k t, tl = -20 ÷ -65°C. Quá trình làm l nh ông có 3 giai on: - Giai on 1 : làm l nh t i im óng b ng. 59
- Giai on 2 : quá trình óng b ng b ng im. - Giai on 3 : ti p t c làm l nh ông n nhi t b o qu n l nh ông. + Giai on 1: - im quá l nh làm xu t hi n m m tinh th á gian bào (kho ng tr ng gi a các t bào) mà không xu t hi n trong t bào vì n ng ch t tan trong n c t do gian bào r t th p so v i trong t bào. - Khi n im óng b ng a ph n n c t do gian bào k t tinh và làm tng n ng ch t tan lên, cao h ơn n ng trong t bào. + Giai on 2: Tùy t c làm l nh mà s hình thành tinh th á khác nhau: - N u h nhi t ch m: tinh th á hình thành gian bào và l n d n lên - N u h nhi t nhanh: tinh th á hình thành c gian bào và trong t bào, kích th c á nh và phân b u kh p. Th i gian óng b ng rút ng n h ơn. A: Lnh đông ch m B: L nh đông nhanh Th i gian hình thành tinh th á 60
T phút 0 Lạnh đông nhanh + Giai on 3: - B dày c a s n ph m nh h ng n s phân b nhi t t ngoài vào trong. - Ti p t c h nhi t n khi t c nhi t mong mu n trung tâm s n ph m - B o qu n trong kho l nh 3.2.4. Các hình th c làm l nh ông 61
Làm l nh ông ch m: - Nhi t quá l nh: -5°C ÷ -6°C, t c l nh ông 0,5 cm/h, thi gian l nh ông > 10h. - Tinh th á t o thành ch y u d ch gian bào, kích th c á l n -> phá v màng t bào, ch t l ng s n ph m gi m. Làm l nh ông nhanh: - Nhi t quá l nh: -7°C÷ -30°C, t c l nh ông 1 ÷ 3cm/h, th i gian l nh ông 2h ÷ 6h. - Tinh th á xu t hi n gian bào và trong t bào, kích th c nh -> .b o ch t l ng Làm l nh ông c c nhanh - Nhi t quá l nh > -30°C, t c l nh ông 15cm/h, th i gian l nh ông Nguyên v n ch t lng s n ph m. - Ph i dùng b ng môi là khí nit ơ l ng nhi t bay h ơi áp su t th ng -196°C -> hn ch quá trình oxy hoá s n ph m và di t h u h t VSV. 3.2.5 Th i gian làm l nh ông . Là th i gian c n thi t h nhi t s n ph m t nhi t ban u n m t nhi t mong mu n t i trung tâm s n ph m. 62
Nhi t t i trung tâm SP b ng nhi t tr ông Ti thi u t -12°C thì k t thúc th i gian l nh ông 3.2. 5. Y u t nh h ưng n th i gian l nh ông - Lo i máy ông. - Nhi t v n hành máy ông. - H th ng l nh và iu ki n v n hành. - T c gió máy ông th i không khí. - Nhi t s n ph m. - B dày s n ph m. - Hình d ng s n ph m. - Di n tích ti p xúc và m t s n ph m. - Bao gói s n ph m. - Lo i nguyên li u th c ph m. 3.2.6. BI N I C A TH C PH M TRONG QUÁ TRÌNH LÀM L NH ÔNG 3.2.6.1. Bi n i vi sinh v t. VSV ho t ng ch m l i. - -10°C, VK không phát tri n còn men, m c ch a b c ch . - -15°C N m men, m c ng ng phát tri n. -> < -15°C ng n c ph n l n VK và men m c. -1°C ÷ -5°C a s n c t do k t tinh thành á. N u l nh ông ch m, các tinh th n c á to, s c c nh làm v TB vi khu n. 3.2.6.2. Bi n i hoá h c. Bi ến đổ i Protein: - -1°C ÷ -5°C, Pr b bi n tính, c bi t miozin b k t t a. Làm l nh ông nhanh Pr ít bi n tính. - -20°C: Pr b ông l i, sau 6 tháng b o qu n có phân gi i nh . - D i -20°C: h u nh không bi n tính. Bi ến đổ i ch ất béo: 63
Cá béo d b oxy hoá ch t béo. -12°C sau 10 tu n, ch s perôxit t ng lên rõ r t, sau 30 tu n: vt quá quy nh v an toàn th c ph m. Bi ến đổ i glucid: Lnh ông ch m, glycogen phân gi i ra nhi u acid lactic h ơn l nh ông nhanh. Bi ến đổ i vitamin : - Ít b m t trong giai on l nh ông. a s b m t trong lúc ch bi n, r a. - nhi t l nh, Vit. A t ra b n v ng, B2, PP m t m t ít, C m t nhi u khi sn ph m m t n c, ch y l nh, E b hao h t toàn b . Bi ến đổ i khoáng : Lnh không nh h ng n khoáng nh ng hao h t l ng l n khoáng khi rã ông 3.2.6.3. Bi n i lý h c. Tng th tích: n c óng b ng làm t ng th tích lên 10% Thay i màu s c: m t n c, hemoglobin -> methemoglobin, mioglobin -> metmioglobin và hemoxyanin -> methemoxyanin -> màu s m l i. Tinh th á nh thì nguyên li u có màu nh t h ơn tinh th b ng to. Gi m tr ng l ng: do b c h ơi ho c do thi t h i lý h c trong quá trình làm lnh ông. 64
3.2.7. X LÝ N V TH C PH M SAU LÀM L NH ÔNG Sau khi làm l nh ông và tr c lúc chuy n n kho b o qu n, nguyên li u cn ph i c x lý. N u kho BQ t t và BQ th i gian ng n thì không c n x lý. Cách x lý: - M b ng, ho c - Bao gói s n ph m. M b ng: t o nên m t l p b ng m ng trên b m t s n ph m (phun s ơ ng, ph t n c hay nhúng) b o v s n ph m, tránh m t n c và oxy hoá. Bao gói: b o v hàng hoá và t ng v m quan s n ph m nh m thu hút khách hàng. Yêu c u: Bao gói ph i kín ng n c n s oxy hoá. V t li u làm bao bì ph i ch ng c thoát h ơi n c, ph i v a khít s n ph m. 3.2.8. LÀM TAN GIÁ VÀ LÀM M TS L NH ÔNG 3.2.8.1. Làm tan giá TH C PH M l nh ông khi em ra s d ng ph i cho s n ph m tan giá hay rã ông (thawing). 65
Tan giá là quá trình ng c l i v i quá trình l nh ông. Mc ích chính c a tan giá là ph c h i nh ng tính ch t ban u c a s n ph m, làm cho á trong s n ph m tan ra n c, cho th t cá m m tr l i, ph c hi m u s c ban u Ph ư ng pháp làm tan giá : * Tan giá trong môi tr ường khí : + Tan giá ch m trong không khí: Cho nhi t không khí t ng t 0oC lên n 6-8oC trong vòng 3-5 ngày, m t ơ ng i c a không khí là 90-92%. + Tan giá nhanh trong không khí: Dùng không khí tun hoàn 15-20oC v i m không khí 55-60%, v n t c gió 6m/giây trong th i gian 15-20gi Tan giá trong n ước - Dùng n c vô trùng 10oC tan giá trong 20 gi hay 20oC trong 10-11gi . Sau khi tan giá ph i em ch bi n ngay. - Có th dùng dung d ch n c mu i 4% 40-60oC tan giá th t cá. Nh c im: r t t n n c, d lây nhi m VSV t s n ph m này sang s n ph m khác. * Tan giá trong chân không * Tan giá b ằng điện 3.2.8.2. Làm m Làm m là quá trình nâng nhi t c a th c ph m tan giá lên n g n nhi t bình th ng có th s d ng trong ch bi n (không b l nh tay, không m t b m t th t cá). Tng nhi t t t , lúc u hi u s nhi t (t = 4 ÷ 6oC), v sau có th là (t = 6 ÷ 10oC). Th c ph m sau khi làm m ph i s d ng ngay, không c ti p t c b o qu n, c bi t là không cho phép làm l nh ho c l nh ông l i l n th 2. 3.2.9. QUY TRÌNH SX S N PH M TH C PH M L NH ÔNG 3.2.9. 1. Quy trình s n xu t tôm v nguyên con ông l nh d ng block 66
Nguyên li u Ra Phân c , lo i Cân Ra Xp khuôn, châm n ưc Cp ông Tách khuôn M b ng Bao gói Rà kim lo i Vô thùng Carton, b o qu n 3.2.9. 2. Quy trình s n xu t tôm sú v b u ông l nh d ng block 67
Nguyên li u Ra X lý Phân c , lo i Ra Cân Xp khuôn Châm n ưc khuôn Cp ông Tách khuôn M b ng Bao gói Rà kim lo i Bao gói, b o qu n 3.2.9. 3. Quy trình s n xu t cá tra/ba sa fillet ông l nh block/IQF 68
Nguyên li u X lý 1 X lý 2 nh h ình Ra 1 Ki m tra ký sinh trùng Phân c Ra 2 Phân h ng Cân Ra 3 Xp khuôn Ch ông Cp ông Tách khuôn, m b ng, bao gói Rà k im lo i óng thùng, ghi nh ãn Bo qu n 69
3.3. Quá trình n ưng Bn ch t : là quá trình gia nhi t cho th c ph m, nhi t truy n vào th c ph m ch y u bng b c x . Quá trình n ng di n ra s bi n i v m và nhi t làm bi n i s n ph m. 3.3.1. M c ích, yêu c u Mc ích: Chu n b : bóc v các lo i c , qu nh ng ít dùng. Ch bi n: d i tác ng c a nhi t , th c ph m c làm chín cùng v i s bi n i v c u trúc, mùi, v , màu s c, tr ng thái, Bo qu n: nhi t th ng t trên 200°C, nên làm m t ho t tính c a các enzyme, tiêu di t vi sinh v t, ng th i t o l p v c ng bao b c th c ph m. Th c ch t v m c ích c a quá trình n ng nh m m c ích ch bi n : làm chín th c ph m. 3.3.2. V t li u và quá trình bi n i Vt li u d ng b t nhuy n ho c d ng r n có m cao. Bi n i - Bi n i v nhi t và m T°C T lò Nhi t l p v ∆t T sôi 3 ∆t2 ∆t1 Nhi t tâm 0 g1 g2 g3 70
Qúa trình n ng c chia thành 3 giai on: Giai on 1: khi m i cho bánh vào lò n ng có nhi t không i (r t cao), l p v ngoài cùng t ng nhi t ô nhanh, ng th i nhi t t i tâm c ng t ng theo. S chênh l ch gi a nhi t t i tâm bánh và v bánh t o nên m t gradient (nhi t ) tng trong giai on u. Khi m i cho bánh vào lò n ng, hàm m c a bánh r t cao, gradient nhi t c a lp v v i l p trong bánh t ng lên làm cho m t ph n m t l p bên ngoài i vào bên trong d i d ng h ơi, hàm m t i tâm t ng lên. Khi th c hi n t nóng, lp v nh n c m t l ng nhi t l n, h ơi n c trên v bánh b c h ơi, m trong tâm bánh khu ch tán ra ngoài nhi u, iu này c n tr quá trình truy n nhi t t v bánh vào tâm. Hai dòng m này chuy n ng song song, nh ng khi gradient nhi t còn cao thì dòng m i t bên ngoài vào trong l n h ơn nhi u dòng m i t trong ra ngoài nên m t i tâm bánh v n t ng cao. Hai dòng m này ti n t i cân b ng khi gradient nhi t gi m d n và gradient m t ng lên. Hi n t ng ng s ơ ng trên b mt bánh là do m c a quá cao, bánh có nhi t th p, nhi t này th p h ơn nhi t ng s ơ ng ca không khí nóng trong lò n ng nên m trên b m t bánh b ng s ơ ng, hi n t ng này m t nhanh khi nhi t c a v bánh t ng lên. Giai on 2 : khi m trên v bánh b c h ơi, nhi t trên v bánh t nhi t sôi (nhi t trên v bánh là không i do quá trình b c h ơi ã l y i ph n nhi t cung cp c a lò n ng) thì nhi t tâm bánh ang t ng lên, gradient nhi t c a bánh gi m d n. Giai on 3: nhi t c a v bánh t ng lên do quá trình b c h ơi n c gi m d n, nhi t t i tâm t nhi t sôi và không i, m trong tâm s n ph m gi m m nh. Lúc này, m trong th c ph m ch y u là lo i m liên k t hoá h c và có giá tr r t th p. - Bin i h keo: khi nhi t l n h ơn 30°C thì Prôtêin gi m tr ơ ng n , trên 50°C thì Prôtêin ông t và tách n c. Tinh b t tr ơ ng n nhi t 40°C n 60°C và bt u h hoá nhi t 60°C, tinh b t h hoá h p ph m t l ng n c r t l n, làm cho s n ph m khô h ơn. 71
- Tr ng thái: khi gia nhi t, tinh b t và prôtêin t o thành c u trúc mao – x p, t o cho sn ph m có x p nh t nh. Quá trình n ng t o thành l p v c ng bên ngoài th c ph m n ng, n u l p v t o thành quá s m do quá trình gia nhi t, v s b cháy và t o thành m t l p cháy bao b c, ng n c n s thoát m, thoát khí ra bên ngoài và truy n nhi t vào bên trong s n ph m, do ó vi c iu ch nh ch n ng thích h p s làm t ng ch t l ng c a s n ph m, tr ng thái s x p h ơn. - Bin i hoá h c : trong quá trình n ng x y ra các ph n ng caramen hoá t o thành màu nâu xám, ph n ng melanoid ( ng kh và axit amin, pepton, các polypeptit). L p v ngoài cùng s bi n i m nh nh t. Nhi t n ng c ng tác ng n quá trình caramen hoá : t màu nâu, nâu xám, nâu en và en theo chi u tng c a nhi t . - Bin i sinh h c, vi sinh: khi m i t ng nhi t thì enzyme và vi sinh v t ho t ng t t, nh ng n u nhi t t ng cao thì b t u c ch ho t ng c a enzyme và vi sinh v t. Sau quá trình n ng, h u h t vi sinh v t và enzyme b lo i tr và s n ph m b o qu n c lâu h ơn. Bi n i c m quan: t o ra mùi th ơm h ơn, màu s c c gia t ng, c tr ng, h p d n hơn. 3.3.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Chu n b nguyên li u n ng: c n có s ng u v kích th c và c u trúc. Ch n ng: iu ch nh các ch : nhi t , th i gian, m c a không khí trong lò n ng. Nhi t c a quá trình n ng trong kho ng 160°C n 400°C, tu thu c vào d ng, kích th c c a nguyên li u và d ng thi t b n ng. 3.3.4. Gi i thi u thi t b n ng Thi t b - Lò n ng b ng nhiên li u t tr c ti p : lò n ng bánh mì, n ng heo, nng gia c m, nhiên li u ch y u b ng than, c i c p nhi t tr c ti p cho th c ph m. - Lò n ng kênh (rãnh): ch t t i nhi t chuy n ng trong các kênh, rãnh c a thành thi t b , c p nhi t b c x tr c ti p làm không khí trong lò t ng nhanh. - Lò n ng truy n nhi t gián ti p: nhi t b c x thông qua các ng d n nhi t : ch t t i nhi t i trong các ng, các t m truy n nhi t b c x cho th c ph m. 72
- Lò n ng h m: nhi t t ng n l a c a vào trong không gian n ng bng máy th i. - Lò in : gia nhi t b ng in tr , vi sóng. 73
3.4 Quá trình rán : là quá trình gia nhi t s d ng d u, m làm chín th c ph m. 3.4.1 Mục đích - Ch bi n: t ng giá tr dinh d ng c a s n ph m, khi rán n c trong nguyên li u thoát ra (v i rau qu 30-50%), làm t ng hàm l ng ch t khô; d u th m vào th c ph m làm t ng hàm l ng ch t béo t 10-13% . Do v y, th c ph m có sinh nhi t cao; t ng giá tr c m quan. - Bo qun: tiêu di t h th ng men và vi sinh v t. 3.4.2. V t li u và quá trình bi n i Tn t i th r n, b t, d o : t t c nguyên li u th c ph m : rau, c , qu , th t, Yêu c u c a d u rán: Mùi v : không ôi, khét, có mùi c tr ng Màu s c: trong, sáng, không lng c n Lng m và các ch t bay h ơi: không quá 0.3% Ch s acid c a d u: nh h ơn 0.2% Bi n i c a nguyên li u: - Bi n i v t lý: khi nhi t c a nguyên li u t ng d n và b ng nhi t c a du rán, các bi n i v hình d ng và c u trúc c a s n ph m thay i: tinh bt s b h hoá, tr ơ ng n , prôtêin b bi n tính làm cho c u trúc thay i và kích th c c a nguyên li u t ng lên do t o ra nhi u khoang tr ng. khi h ơi nc b c h ơi làm cho hình d ng c a s n ph m teo l i, t o nên nhi u khoang tr ng h ơn trong s n ph m, t bào tr nên khô, c ng (giòn). - Bi n i hóa h c : quá trình này di n ra khi nguyên li u b gia nhi t m nh : quá trình thu phân tinh b t thành các destrin, ng , k t h p v i quá trình caramen hoá t o màu, mùi th ơm cho s n ph m. Prôtêin c ng b bi n tính ông t và x y ra ph n ng melanoidin. - Bi n i c m quan: màu s c, mùi, v c a s n ph m c t ng lên, t o giá tr cm quan cao cho ng i tiêu dùng. Bi n i c a d u: - Bi n i v t lý: nh t c a d u t ng do các ch t trong nguyên li u d ch chuy n vào d u. 75
- Bi n i hóa h c: du b th y phân và oxyhóa do ti p xúc v i n c và oxy nên d u b th y phân và oxi hóa t o thành axit béo, glyxerin, peroxit, andehit, aceton có mùi ôi khét; acrolein là ch t l ng, c, khi rán bay ra có khói màu xanh. 3.4.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Giai on rán: Ti n hành úng ch gián: - i v i rau: 120-160°C - i v i th t, cá: 140-180°C Th i gian rán: tu theo lo i nguyên li u, nhi t lò, l ng nguyên li u. Nguyên li u ph i ng p h n trong d u: 5-10 cm. Th ng xuyên kim tra ch t l ng d u (ch s acid ≤4). Giai on làm ngu i: Sau khi rán nguyên li u c n c làm ngu i nhanh n nhi t 35-40°C - Dùng qu t gió - Làm ngu i trong thi t b chân không - Nhúng trong d u ngu i rán: Xác nh th i im k t thúc quá trình rán b ng c m quan: màu, mùi, v; ho c b ng rán - rán bi u ki n : t l ph n gi m i v kh i l ng tr c và sau khi rán so vi kh i l ng ban u c a nguyên li u . G − G b = 1 2 .100 , % G1 Trong ó : G 1, G 2 : kh i l ng ban u và sau khi rán. - rán th c t : là t l gi a l ng m th c t m t i so v i kh i l ng ban u vi kh i l ng nguyên li u ban u. rán bi u ki n dùng tính toán các ch tiêu, nh m c kinh t , k thu t và n ng su t thi t b . rán th c t s d ng trong các quá trình tính toán nhi t. 76
X lý d u sau khi rán Du sau khi rán có nhi u c n, ch s acid cao, màu t i, mùi hôi khét, v ng, nh t cao, • Tách c n b ng l ng, l c, li tâm (45,000 vòng/phút). • Ty màu b ng ch t h p ph màu nh silicagen, than ho t tính. • Ty mùi b ng cách un trong thi t b ch ng c t trong chân không, phun n c tr c ti p vào d u kéo các t p ch t d bay h ơi ra kh i d u. • Tinh ch d u b ng ph ơ ng pháp hydrat hóa. un d u trong thi t b h nhi t t 60-90 °C, phun n c ho c n c mu i loãng (2-10% so v i d u, khu y u). N c s k t h p v i các ch t háo n c có trong d u nh : protein, peptide, glucid thành c n l ng xu ng. D u thu c em trung hòa bng NaOH n acid cho phép. Thi t b chiên, rán : Trong thi t b có hai l p : l p n c lót áy, l p d u trên l p n c. L p n c lót có nhi m v ch a các ph n t r ơi xu ng áy, tránh b cháy do nhi t c a n c r t th p và gi m l ng d u s d ng. Trong l p d u, có t các thi t b truy n nhi t gián ti p b ng ng h ơi ch a h ơi n c bão hoà. 77
3.5. Quá trình sao rang : là quá trình gia nhi t b ng d n nhi t và b c x k t h p quá trình o tr n. 3.5.1. M c ích, yêu c u Sao v i v t li u d ng s i, lá Rang v i v t li u d ng h t : u ph ng, u nành, cà phê, Mc ích: Chu n b : gi m m, t o h ơ ng v , tiêu di t enzyme ví d sao chè, thu c lá Ch bi n: Làm chín h t u ph ng, làm thay i hình d ng c a s n ph m trong quá trình sao chè. Bo qu n: do tác ng c a nhi t Cm quan : t o h ơ ng, t o màu s c cho s n ph m do các ph n ng caramen hoá. 3.5.2. V t li u và quá trình bi n i Nguyên li u d ng r n, r i : Nhi t ph i u trong toàn b quá trình Quá trình sao rang c coi nh là quá trình bi n i v nguyên li u > bán thành ph m > bin d ng > S n ph m, ví d nh lá chè > sao khô > làm xo n > sn ph m. Bi n i Vt lý: gi m tr ng l ng, gi m th tích 79
Hóa h c : t o ra các ph n ng c a h p ch t polyphenol do enzyme polyphenoloxydaza làm bi n i màu s c c a lá chè, ph n ng caramen hoá c a h t càphê t o ra mùi, màu c tr ng c a càphê. Vi sinh : b tiêu di t Cm quan: bi n i hoàn toàn v màu s c, mùi, v . 3.5.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Thi t b và v t li u cùng t ng nhi t : áp d ng cho nguyên li u d ng h t, có m cao. Thi t b t ng nhi t tr c: áp d ng cho các lo i lá, lá t ơ i nh m ình ch ngay bi n i c a enzyme trong lá. 3.5.4. V n thi t b 80
Ch ư ng 4 : QUÁ TRÌNH HOÁ LÝ 4.1 Quá trình cô c Cô c là quá trình làm bay h ơi m t ph n dung môi c a dung d ch ch a ch t tan không bay h ơi, nhi t sôi v i m c ích làm t ng n ng ch t tan, tách ch t rn hòa tan d ng tinh th và thu dung môi d ng nguyên ch t. Hơi bay lên g i là h ơi th , h ơi này còn mang m t l ng nhi t nh t nh nên có th s d ng l i c p nhi t cho các qúa trình ti p theo. Cô c th ơ ng ti n hành áp su t chân không v i h cô c m t n i ho c nhi u n i. Áp su t c a t ng n i gi m dn theo chi u i c a dung d ch. Mc ích : Chu n b : cho quá trình k t tinh ng mía, mì chính Hoàn thi n : t o ra các s n ph m có sánh cao nh n c cà chua, n c d a cô c, n c qu cô c khác. Bo qu n : n ng t ng lên h n ch s phát tri n c a vi sinh v t. Nguyên li u và các bi n i - nguyên li u: các lo i dung dch ch a các ch t hoà tan c tách t ng v t, th c vt. Bi n i Vt lý : -Nhi t hoà tan Khi hoà tan ch t r n vào ch t l ng (dung môi) x y ra hai quá trình sau: i) quá trình nóng ch y c a tinh th m ng l i c a các tinh th c a ch t r n b phá v , quá trình này thu nhi t c a dùng môi. ii) quá trình solvat hoá: hình thành liên k t gi a các phân t c a ch t hoà tan và các phân t c a dung môi. quá trình này th ng to nhi t. Nh v y, khi hoà tan m t ch t r n vào dung môi thì hai quá trình này có th thu nhi t ho c to nhi t. Quá trình cô c ng c l i v i quá trình hoà tan, tu vào tng lo i dung d ch cô c mà quá trình cô c là to nhi t hay thu nhi t. Nhi t hoà tan b ng t ng hai l ng nhi t trên, nhi t hoà tan có th d ơ ng ho c âm. Ch t tan nào d dàng th c hi n quá trình solvat hoá thì nhi t hoà tan là d ơ ng, còn ch t r n 81
nào khó th c hi n quá trình solvat hoá ho c không th c hi n quá trình solvat hoá thì nhi t hoà tan d ơ ng. 13.1.2.2 Nhi t sôi c a dung d ch Nhi t sôi c a dung d ch là m t thông s quan tr ng khi tính toán và thi t k truy n nhi t cô c, c n c vào nhi t sôi mà ta có th c ch t t i nhi t v i các thông s k thu t thích h p và ch n c ch làm vi c h p lý c a thi t b . Khi cô c m t áp su t nh t nh, n ng c a dung d ch s t ng lên, kèm v i s t ng nng thì nhi t sôi c ng t ng theo. Nhi t sôi c a dung d ch ph thu c vào dung môi và b n ch t c a n ng ch t tan. Nh v y, khi cô c thì nhi t sôi c a dung d ch s t ng d n lên, do ó ph i m t m t l ng nhi t làm sôi dung d ch Mt y u t nh h ng t i nhi t sôi là s chênh l ch v áp su t thu t nh c a c t ch t l ng trong ng truy n nhi t. Trên m t thoáng, nhi t sôi th p nh t, càng su ng sâu thì nhi t sôi càng t ng. Do ó s t ng nhi t sôi c a dung d ch và s chênh l ch nhi t sôi do sâu ca dung d ch u làm cho nhi t sôi trung bình c a dung d ch t ng lên và làm gi m hi u s nhi t dung d ch và h ơi t, làm t ng b m t truy n nhi t c a dung dch. Hoá h c : thay i pH, các ph n Hót ch©n kh«ng ng phân hu b i nhi t, N− íc Sinh h c và c m quan: có s gia H¬ nhi t nên vi sinh v t b tiêu di t và i ThiÕt màu s c thay i do caramen hoá bÞ ng−ng ng. Phßng Ph ư ng pháp th c hi n bèc 13.1.2.3 Nguyên lý c a thi t b cô ThiÕt bÞ c« c m t n i c th hi n hình H¬i H¬i n−íc n−íc 13.1: N−íc ThiÕt ng−ng hn h p u c n cô c c un bÞ ®un N−íc Hçn ng−ng nóng trong thi t b un nóng n hîp S¶n phÈm nhi t sôi. Thi t b này c gia H×nh 13. 1: S¬ ®å ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ c« ®Æc mét nåi nhi t b ng h ơi n c bão hoà. Sau 82
ó h n h p này c a vào thi t b cô c, th c hi n quá trình b c h ơi n c. T i phòng t, dung d ch ti p t c sôi và t o thành h n h p l ng-hơi và bay h ơi lên phòng b c h ơi, h ơi th s thoát ra ngoài và c ng ng t t i thi t b ng ng t . Thi t b ng ng t có nhi m v ng ng t h ơi n c và khi ng ng t thi t b này s t o c chân không nh t nh. Quá trình cô c s làm cho n ng dung d ch t ng lên, khi n ng t ng lên thì làm cho nhi t sôi c ng t ng theo ng th i do có s chênh l ch v chi u cao c a mc ch t l ng trong các ng truy n nhi t, cho nên nhi t sôi c a dung d ch trong các ng truy n nhi t này c ng khác nhau, càng xu ng sâu thì nhi t càng t ng, do ó c ng có s chênh l ch gi a nhi t sôi b m t thoáng c a ch t l ng và trong các ng truy n nhi t. Vì th c n t n thêm m t l ng h ơi t gia nhi t cho các tn th t này. 3.1.3 Nguyên lý quá trình cô c nhi u n i Quá trình cô c m t n i ch th c hi n cô c m t gi i h n nh t nh và không t n dng c l ng nhi t do h ơi th mang ra. Nhi t l ng do h ơi th mang ra s làm tác nhân un nóng n i th hai. Ng i ta tính toán r ng c 1 kg h ơi n c bão hoà có th làm bay h ơi 1 kg h ơi th , 1 kg h ơi th a sang n i th 2 c ng làm bay h ơi 1 Hót ch©n kh«ng N−íc l¹nh ThiÕt bÞ H¬i H¬ i ng−ng tô thø thø H¬i thø Hçn hîp ®Çu H¬i n−íc N−íc b·o hoµ ng−ng S¶n phÈm H×nh 13. 2: S¬ ®å ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ c« ®Æc nhiÒu nåi xu«i chiÒu 83
kg h ơi th n a. Nh v y, n u s d ng h hai n i cô c thì s dng 1 kg h ơi t là hơi n c bão hoà thì s làm bay h ơi 2 kg h ơi th ch a tính n các t n th t nhi t cc b . Mu n s d ng c h cô c nhi u n i thì ph i có s chênh l ch gi a nhi t gi a h ơi t và dung d ch cô c, ngh a là nhi t sôi c a n i th 2 ph i th p hơn h ơn nhi t c a h ơi th i ra n i th nh t. Nh v y cho nhi t sôi c a ni th hai th p h ơn nhi t c a h ơi th i ra n i th nh t thì áp su t c a n i th hai ph i nh h ơn áp su t n i th nh t. Nh v y, h cô c nhi u n i có áp su t c a ni phía tr c l n h ơn n i sau. Trong th c t s d ng quá trình cô c ghép n i ti p 3 n i liên t c. N i th nh t cô c áp th ng ho c áp su t cao, n i th hai ho t ng áp su t th ng ho c áp su t chân không, n i th ba ho t ng áp su t chân không. D ch cô c s t ch y t thi t b cô c tr c sang thi t b cô c phía sau do s chênh l ch áp su t c a h th ng cô c. 13.2 Thi t b cô c tu n hoàn t nhiên 13.2.1 Thi t b cô c có ng tu n hoàn tâm. 13.2.1.1 C u t o Thi t b g m hai phòng: phòng b c h ơi và phòng t. Phòng t có các ng truy n nhi t bao g m các ng thành ph n nh và ng tun hoàn tâm có ng kính l n. C u t o c a phòng t gi ng thi t b trao i nhi t ng chùm. H ơi nc b•o hòa i bên ngoài ng trao i nhi t v i dung d ch cô c i trong ng. Phòng b c h ơi là không gian dùng H×nh 13. : ThiÕt bÞ c« ®Æc cã èng tuÇn hoµn ë bc h ơi n c. Trong phòng b c h ơi có t©m t các thi t b tách b t. Trong ®ã 1: phßng bèc h¬i 2: phßng ®èt 3: èng truyÒn nhiÖt 4: èng tuÇn hoµn 5: kh«ng gian bèc h¬i 84 6: thiÕt bÞ t¸ch bät
13.2.1.2 Nguyên lý ho t ng Dung d ch c n cô c c a vào thi t b nhi t sôi, t i phòng t dung d ch c ti p t c trao i nhi t v i h ơi n c b•o hòa, dung d ch nh n nhi t và b c h ơi. trong phòng t, do c u t o c a phòng t có các ng thành ph n và ng tu n hoàn tâm. Dung d ch trong ng thành ph n có s trao i nhi t l n h ơn s trao i nhi t c a dung d ch v i ng tu n hoàn tâm. Dung d ch trong ng thành ph n t o thành h n h p l ng-hơi s chuy n ng i lên phía trên còn dung d ch trong ng tu n hoàn tâm có s trao i nhi t th p h ơn chuy n ng xu ng phía d i. Nh vy dung d ch trong phòng t luôn chuy n ng tu n hoàn theo m t ng khép kín. Dung d ch trên b m t thoáng c a phòng b c h ơi s b c h ơi và i ra ngoài. C nh v y, dung d ch s b c h ơi và n ng c a dung d ch s t ng lên. 13.2.2 thi t b cô c có phòng t ngoài 13.2.2.1 C u t o Thi t b c ng có hai phòng: phòng t ngoài và phòng bc h ơi. hai phòng này có th tách bi t nhau. Phòng t ngoài g m các ng thành ph n lo i v b c ng chùm, có th dài n 7 mét. Phòng t c cung c p nhi t nh vào h ơi n c bão hòa ho c các lo i h ơi t khác. Phòng b c h ơi c t c nh, bên trong có b ph n tách b t. H×nh 13. : thiÕt bÞ c« ®Æc cã phßng ®è t ngoµi 13.2.2.2 nguyên lý ho t ng Dung d ch i vào phòng t c un nóng lên nhi t sôi t o thành h n h p l ng hơi i qua ng n i vào phòng b c h ơi. H ơi th c tách ra lên phía trên, dung d ch còn l i i vào phòng t theo ng tu n hoàn. 85
13.3 Thi t b cô c tu n hoàn c ng b c 13.3.1 C u t o Thi t b cô c tu n hoàn c ng b c bao g m hai phòng: phòng t và phòng bay hơi. trong phòng t c ng ch a các ng thành ph n, c trao i nhi t gián ti p bng h ơi t. Trong ng tu n hoàn có t m t b ơm tu n hoàn y d ch vào phòng t. Phòng bay h ơi c t phía trên phòng t, phía trong có t b ph n tách b t. 13.3.2 Nguyên lý ho t ng Dung d ch c a vào phòng t b ng b ơm tu n hoàn. t i ây,dung d ch nh n nhi t và bay hơi, dung d ch tr ng thái l ng h ơi i vào phòng b c h ơi. v n t c chuy n ng c a dung dch trong ng kho ng 1,5 m/s n 3,5 m/s, do ó h s c p nhi t trong phòng t cao h ơn r t nhi u so v i các thi t b khác. ng l c c a quá trình tu n hoàn dung d ch ph thu c vào n ng su t c a b ơm. H n h p l ng h ơi i vào không gian c a phòng b c h ơi, nc s bay h ơi, dung dch tr nên m c h ơn. m t ph n d ng d ch cô c c l y ra, m t ph n c tr n v i h n hp u i vào ng tu n hoàn c b ơm tu n hoàn v n chuy n vào phòng t. H×nh 13.: thiÕt bÞ c« ®Æc tuÇn hoµn c−ìng bøc Mt u im c a thi t b này là tránh c s Trong ®ã dính c n trên thành ng truy n nhi t và thi t b 1: phßng ®èt 2:phßng bèc h¬i có th s d ng cô c nh ng dung d ch có 3: èng tuÇn hoµn 4: guång b¬m ly t©m nh t cao mà thi t b cô c t nhiên khó th c hi n. Nh ng thi t b ph i trang b thêm b ơm vn chuy n. 86
4.4. Quá trình keo t Keo t là quá trình làm ông k t các ht keo nh , làm t ng kích th c c a h t. Quá trình keo t th c hi n b ng cách làm m t l p v hydrat hoá, a keo v im ng in khi ó keo s ông t . 4.4.1. M c ích, yêu c u Mc ích: làm trong d ch và t o ra các s n ph m m i, tách casêin ra kh i dung d ch sa. 4.4.2. V t li u và quá trình bi n i Vt li u : thu c h d th không b n và có phân tán cao, có ch t keo có tính ch t : tích in, tính thu n ngh ch d i tác ng c a y u t bên ngoài, keo có l p v solvat hoá, a n c ho c k n c. Bi n i v t li u Hóa lý: Bi n i pha t l ng sang r n, Thay i tính ch t c a các ch t, gi m m c phân tán trong ch t l ng,thay i l p in tích, Hóa h c: Thay i pH, axit Cm quan: H ơ ng v , màu s c Sinh hóa: do quá trình ông t prôtêin nên làm thay i c u trúc enzyme. 4.4.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Dùng ch t in ly : t o ra các ion (+) và ion (-), làm trung hoà l p in tích ca h t keo, a chúng v im ng in pI, ví d ông t axit glutamic (m t axit amin) a pH v 2,9 n 3,2 b ng HCl, ông t casein trong s a b keo t pH 4,6 n 4,7 Dùng ch t keo kh keo: dùng các keo có in tích trái d u trung hoà lp in tích c a chúng. Keo pectin trong n ơ c qu có in tích (-), mu n keo t chúng dùng m t lo i keo mang in tích (+) nh gelatin hoà tan. Khi ó chúng s ông t và k t t a. Dùng ch t t o ông : các ch t nh : sulfat canxi, sulfat magiê ho c n c chua làm t o ra các c u Ca trong u ph , làm ông chúng m t cách nhanh chóng. Dùng Enzyme : emzyme pectinaza thu phân pectin trong d ch qu 87
Dùng ph ơ ng pháp v t lý: Khu y tr n, thay i nhi t , pha loãng ho c t ng nng 4.4.4. V n thi t b Cn trang b thùng l ng và thi t b khu y tr n cho quá trình tách keo t 88
QUÁ TRÌNH TRÍCH LY Bn ch t Tách ch t hoà tan trong ch t l ng ho c ch t r n b ng m t ch t hoà tan khác (dung môi). Là m t quá trình khuy ch tán. Có th trích ly h r n-lng ho c l ng- lng. Mc ích: - Khai thác: thu nh n nh ng thành ph n có ích s d ng cho th c ph m, d c ph m (trích ly d u cá, các ho t ch t sinh h c t v cây, lá cây, r cây, rong bi n, ng v t bi n, ). - Chu n b : lo i b m t s ch t không mong mu n tr c khi i vào các quá trình ch bi n ti p theo; ngâm t y th ch ông (agar-agar), lo i b các t p ch t vô c ơ hu c ơ, ngâm các lo i h t c tr c khi ch bi n làm y u liên k t trong v t li u ho c trích ly m t s ph n t vào dung d ch ngâm nh hoà tan HCN trong s n - nâng cao hi u su t thu s n ph m khi k t h p v i các quá trình khác nh ép+trích ly+ép Nguyên li u và bi n i Vt li u có th là l ng-lng; r n-lng và dung môi (m t hay h n h p các dung môi). Yêu c u c a dung môi trích ly (chi t): - Dung môi ph i có tính hòa tan ch n l c. - Không có tác d ng hóa h c v i các thành ph n c a nguyên li u, c ng nh thi t b s d ng. - Tính ch t v t lý n nh, có th b c h ơi hoàn toàn trong ph m vi nhi t không cao. - Không c khi thao tác, không t o h n h p n v i không khí và khó cháy. - R ti n, d ki m, thích h p cho s n xu t quy mô công nghi p. - Dung môi ph i d dàng c tách ra sau khi chi t. Bi n i v t li u: Vt lý Hoá h c Các y u t nh h ng n quá trình trích ly 89
Quá trình trích ly là quá trình khuy ch tán. Bao g m hai quá trình: - Khuy ch tán ngo i: là quá trình khuy ch tán chuy n d ch các ch t t b m t nguyên li u ra dung môi. - Khuy ch tán n i: là quá trình khuy ch tán chuy n d ch các ch t hòa tan trong nguyên li u ra b m t do s chênh l ch n ng t o chênh l ch áp su t gi a các l p c a nguyên li u. Vn t c khuy ch tán tuân theo nh lu t khuy ch tán: Dm/dt = -D.F.dc/dx Dm/dt: v n t c khuy ch tán m: s mol ch t khuy ch tán dc/dx: gradien n ng ch t khuy ch tán. D = KT/N.1/6 π.r. η K: H s Bozmal T: Nhi t tuy t i N: S avogadro Các y u t nh h ưng: - Chênh l ch n ng gi a hai pha. - Nhi t - Di n tích ti p xúc - Th i gian - Tính ch t nguyên li u. Ph ư ng pháp th c hi n Dung môi chi t: - x ng : s d ng trong s n su t d u thu c d u tinh khi t h ơn x ng không hòa tan nh a các s n ph m oxyhoá các ch t béo - R u : s d ng trích ly d u u t ơ ng nhi t tách b ng 16 n 20°C r u s lng xu ng áy - Propan và butan : hoà tan m t l ng r t nh các ch t không có c tính béo, nhi t t=25 n 40°C dung d ch propan và butan s phân ly ra kh i d u - Benzen: hoà tan d u và có kh n ng hoà tan m t s ch t không béo, benzen có tính c 90
Các y u t nh h ưng n quá trình chi t d u Tính ch t nguyên li u S vón c c S chênh l ch n ng d u và dung môi ph i l n nh h ng c a nhi t chi t và t c l u ng c a dung môi. Tng nhi t : t ng chuy n ng nhi t phân t , gi m nh t. nh h ng c a hàm l ng n c có trong nguyên li u Chi t astaxanthin t ph li u v giáp xác Mt s tính ch t c a astaxanthin: - Là m t carotenoid, có công th c phân t C40H52O4 - Tn t i ch y u v ngoài c a giáp xác. - Liên k t ch t ch v i l p v calcium carbonat-chitin. - Astaxanthin có màu , liên k t ch t ch v i protein t o thành ph c carotenoprotein (màu xanh). - Không tan trong n c, tan trong các dung môi: aceton, metanol, etanol, hexane, ng d ng: Là ch t ch ng oxi hóa Tng c ng kh n ng mi n d ch Ng n ng a tác nhân gây ung th Ci thi n t n th ơ ng võng m c. Là thành ph n quan tr ng c a th c n ch n nuôi, nh m t o màu h p d n: cá h i. Là thành ph n quan tr ng c a nhi u lo i d c ph m. 91
4.2. Quá trình ch ng c t : Tách h n h p ch t l ng d a vào s khác nhau v bay hơi khác nhau 4.2.1. M c ích, yêu c u Mc ích: Khai thác(Thu nh n tinh ch t) Chu n b (lo i t p ch t) 4.2.2. V t li u và quá trình bi n i Hn h p nhi u c u t có bay h ơi khác nhau Lng: R u n ng th p Rn-lng: D ch d m chín; nguyên li u trích tinh d u Bi n i: Hoá lý Thành ph n hoá h c Cm quan màu s c 4.2.3. Ph ơ ng pháp th c hi n Ch ng ơ n gi n: dùng tách các h n h p g m nhi u c u t có bay h ơi r t khác nhau. Ch ng b ng h ơi n c tr c ti p: dùng tách các h n h p g m các cht khó bay h ơi và t p ch t không bay h ơi, th ng c áp d ng tách các c u t không hoà tan vào nc. Ch ng chân không : dùng trong tr ng h p c n h th p nhi t sôi c a toàn h n hp các c u t . Ch ng luy n: là ph ơ ng pháp ch ng ph bi n nh t hi n nay dùng tách hoàn toàn hn h p các c u t d bay h ơi có tính ch t hoà tan m t ph n ho c hoàn toàn vào nhau. 4.2.4. V n thi t b 3.2.1 Ch ng ơ n gi n Sơ : 92