Bài giảng Công nghệ lạnh thực phẩm: Chương 6 - Ứng dụng lạnh trong chế biến thực phẩm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Công nghệ lạnh thực phẩm: Chương 6 - Ứng dụng lạnh trong chế biến thực phẩm" trình bày các nội dung chính sau: Cô đặc nước quả bằng phương pháp kết tinh dung môi; Sấy lạnh trong công nghệ thực phẩm;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ lạnh thực phẩm: Chương 6 - Ứng dụng lạnh trong chế biến thực phẩm

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN: CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM (BF 4217) CHƯƠNG VI. ỨNG DỤNG LẠNH TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Người thực hiện: TS. NGUYỄN THỊ HẠNH Email: hanh.nguyenthi@hust.edu.vn 1
NỘI DUNG 6.1. Cô đặc nước quả bằng phương pháp kết tinh dung môi 6.1.1. Khái niệm chung về cô đặc 6.1.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp cô đặc bằng kết tinh dung môi 6.1.3. Quy trình công nghệ cô đặc bằng kết tinh dung môi 6.2. Sấy lạnh trong công nghệ thực phẩm 6.2.1. Khái niệm chung về sấy 6.2.2. Cơ sở lý thuyết của sấy lạnh 6.2.3. Nguyên lý làm việc và thiết bị của hệ thống sấy lạnh 2
6.1. Cô đặc nước quả bằng phương pháp kết tinh dung môi 6.1.1. Khái niệm chung về cô đặc Cô đặc: là phương pháp tách nước để làm tăng hàm lượng chất tan trong dung dịch.  Tăng hàm lượng chất tan trong dung dịch  Kéo dài thời hạn bảo quản Lợi ích của cô đặc  Giảm chi phí vận chuyển, bao gói  Dự trữ nguyên liệu ở dạng bán thành phẩm 3
Cô đặc bằng kết tinh dung môi 6.1.1. Khái niệm chung về cô Ưu điểm: đặc Cô đặc bằng phương pháp bốc hơi nước Kết - Giữ được gần như nguyên vẹn các chất Ưu điểm: tinh thơm và các chất có hoạt tính sinh học; - Phổ biến, có thể cô đặc nhiều loại dung dịch dung - Giảm tác động bất lợi của nhiệt độ cao - Kinh tế, giá thành rẻ, vận hành dễ dàng; môi đến chất lượng sản phẩm; - Có thể cô đặc đến nồng độ chất khô cao - Sản phẩm có chất lượng cao. Nhược điểm: Nhược điểm: - Giảm hoạt tính hoặc phá hủy những chất có hoạt tính sinh học không bền nhiệt; Phươn - Giá thành cao; - Cô đặc bằng thẩm thấu nghịch màu sắc, mùi vị… Chất lượng sản phẩm không cao: g - Nồng độ dung dịch cô đặc không cao. Ưu điểm: pháp - Mất mát chất khô theo đá. Phương cô đặc - Giữ được các chất có hoạt tính sinh học; Thẩm pháp - Giảm tác động của nhiệt lên sản phẩm; thấu bốc hơi nghịch Nhược điểm: nước - Giá thành cao, nồng độ cô đặc thấp; 4 - Không giữ được các chất thơm;
Những vấn đề cần giải quyết khi cô đặc nước quả: - Những chất có khối lượng phân tử lớn như pectin, tinh bột, protein, chất chát…khi cô đặc có thể bị lắng, tạo cặn ở trên bề mặt trao đổi nhiệt làm cho dung dịch bị gia nhiệt cục bộ dẫn đến làm cháy sản phẩm. - Khi cô đặc bằng lạnh đông hoặc thẩm thấu nghịch thì chúng cản trở quá trình cô đặc do làm tăng độ nhớt của dung dịch cô đặc. -Đường có trong dung dịch có thể bị cháy (caramel hóa) hoặc tham gia phản ứng Mailard với các axit amin làm cho sản phẩm bị sẫm màu. - Các enzyme và vitamin có thể bị phân hủy hoặc mất hoạt tính hoàn toàn, hoặc bị oxy hóa làm cho sản phẩm bị biến đổi chất lượng. - Thất thoát các hợp chất bay hơi (chất mùi) và chất màu khi cô đặc làm cho sản phẩm không giữ được tính chất đặc trưng của nó. 5
6.1.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp cô đặc bằng kết tinh dung môi -Tại điểm 1: trạng thái của hệ được xác định bởi nhiệt độ t 1 và nồng độ chất tan x1. Khi làm lạnh đến nhiệt độ bắt đầu kết tinh t 2 thì dung dịch chưa biến đổi pha mà chỉ trở nên bão hòa ở t 2. Nếutiếptụcgiảmnhiệtđộ dung dịchthìxảyraquátrìnhkếttinhnướclàmchonồngđộ dung dịchcânbằngtănglên. Khinhiệtđộ dung dịchlà t 3 (t3
Các giai đoạn của cô đặc bằng kết Kết tinh Phân riêng tinh dung môi (nước) Kết tinh bề mặt: được thực hiện bằng cách thoát nhiệt qua lớp tinh thể nước đá bám ở bề mặt truyền nhiệt để vào môi trường làm lạnh. Giai đoạn kết tinh: mục đích là tạo huyền phù có tinh thể nước đá có kích thước từ 200 đến 400 μm. Có hai kiểu kết tinh là kết tinh khối và kết tinh Kết tinh khối: đặc trưng của bề mặt nó là sự tạo thành tinh thể đá trong khắp thể tích của dung dịch 7
Thiết bị kết tinh bề mặt Thiết bị kết tinh khối Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị kết Sơ đồ thiết bị kết tinh kiểu Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị tinh kiểu thùng quay làm lạnh từ thùng hai vỏ kết tinh khối bên trong. 1. Thùng chứa; 2- Vỏ áo Vỏ thùng; 2- Vỏ áo lạnh; 3- Cánh 1. Thùng chứa dịch cô đặc; 2- Thùng lạnh; 3- Dao cạo đá khuấy; 4- Ống hướng dòng; 5- Ống quay làm lạnh; 3- Dao cạo đá. xoắn; 8
Lọc qua lớp tinh thể nước đá Giai đoạn phân riêng Ly tâm lọc Sơ đồ tháp rửa ngược chiều tinh thể nước đá A -vùng piston magma nổi lên; B- vùng nén ép tinh thể nước đá và lọc tách dịch đã cô đặc; C – Vùng rửa tinh thể nước đá. 1. Máy bơm nước đá tan để rửa; 2- Khoang chứa nước đá tan; 3- Khoang chứa nước đá thu hồi; 4- Lưới tách tinh thể nước đá; 5- Khoang tách dịch đã cô đặc. 9
Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm - Cô đặc rượu vang để gia tăng độ rượu mà không cần bổ sung cồn nguyên chất – một thủ tục phạm luật ở nhiều quốc gia - Cô đặc bia để cải thiện độ ổn định, hạ chi phí phân phối - Sản xuất nước ép trái cây cô đặc chất lượng cao - Cô đặc rượu táo và sản xuất giấm trên 40 % acid acetic - Cà phê được cô đặc trước khi sấy thăng hoa và cô đặc trước khi sấy phun, Nồng độ đạt được vượt 45% chất khô. 10
6.1.3. Quy trình công nghệ cô đặc bằng kết tinh dung môi Thực phẩm lỏng Thực phẩm lỏng được làm lạnh Thực phẩm lỏng được làm lạnh đông ( có xuất hiện các tinh thể đá) Dung dịch đậm đặc và tinh thể nước đá được tách riêng ra Sơ đồ quá trình cô đặc ở nhiệt độ thấp 11
Sơ đồ Union Carbide Sau thiết bị kết tinh 1 (KT1) huyền phù chứa tinh thể nước đá K1 và dịch cái M1 được ly tâm lọc L1 tách riêng. Dịch cái được đưa đến thiết bị kết tinh bậc 2 (KT2). Tiếp theo huyền phù vào ly tâm lọc L2. Các tinh thể đá K1,K2 được rửa ở máy ly Sơ đồ hệ thống cô đặc kiểu Union Carbide tâm rủa R3 trước khi ra khỏi hệ thống. Hệ KT1, KT2- Thiết bị kết tinh cấp 1 và cấp 2 thống này dùng để cô đặc nước quả và rượu nho. L1, L2 – Bộ ly tâm lọc giai đoạn 1 và 2: K1, K2 – Tinh thể nước đá sau thiết bị kết tinh cấp 1 và cấp 2 M1, M2 – Dịch cái sau thiết bị kết tinh cấp 1 và cấp 2; 12
Sơ đồ Grenco Huyền phù ( K1+M1) sau khi qua thiết bị kết tinh sơ bộ 2 được đưa vào cột tách – lọc – rửa tinh thể 4.Tại đây dung dịch còn lẫn tinh thể bé được tách ra và đưa về hòa trộn với nguyên liệu tại thùng 1 rồi về thiết bị kết tinh sơ bộ 2, còn tinh thể đá có kích thước lớn được giữ lại rửa bằng nước lạnh, sau đó qua thiết bị trao đổi nhiệt 5. Như vậy hàm Sơ đồ hệ thống cô đặc kiểu Grenco lượng chất tan trong tinh thể giảm từ 1-Thùng chứa và phối trộn dung dịch nhập liệu; 2- Thiết bị kết 4% xuống còn 1%. tinh cấp 1; 3- Thiết bị kết tinh kiểu thùng; 4- Tháp lọc, tách rửa tinh thể nước đá; 5- Bộ trao đổi nhiệt và làm lạnh sơ bộ dung 13 dịch ban đầu.
6.2. Sấy lạnh trong công nghệ thực phẩm - Sấy là quá trình tách ẩm khỏi nguyên liệu bằng nhiệt nhằm hạ độ ẩm của nguyên liệu xuống đến 6.2.1. Khái niệm chung về hoặc dưới độ ẩm cân bằng sấy  Đơn giản, không cần đầu tư trang thiết bị nhiều ;  Phù hợp với quy mô nhỏ;  Không tốn năng lượng; Ưu điểm:  Không ảnh hưởng đến sự sống của Sấy tự nhiên các hạt o Không điều khiển được; o Phụ thuộc vào yếu tố thời tiết; Nhược điểm: o Năng suất thấp; o Thời giam kéo dài; o o Tốn nhiều công sức. 14
 Năng suất cao ;  Có thể điều khiển được;  Thời gian sấy ngắn; Ưu điểm:  Chất lượng cao, đồng đều;  Đảm bảo vệ sinh;  Dễ dàng cơ giới hóa. Sấy nhân tạo o Chi phí đầu tư trang thiết bị lớn; o Ảnh hưởng đến môi trường; Nhược điểm: o Tốn năng lượng, nhiên liệu; o Đòi hỏi có trình độ kỹ thuật. 15
Sấy thăng hoa: là quá trình làm mất nước của thực phẩm bằng cách chuyển trực tiếp ẩm từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi không qua trạng thái lỏng ở điều kiện áp suất thấp (chân không). Sấy truyền thống Sấy thăng hoa Ứng dụng chủ yếu cho thực phẩm (rau và hạt) Ứng dụng cho hầu hết các loại thực phẩm Thịt sấy có chất lượng không cao Sấy thịt tươi và thịt nấu chín cho chất lượng cao Nhiệt dao động từ 37 đến 93oC hoặc cao hơn Nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng Áp suất khí quyển Áp suất thấp (27÷133 Pa) Nước bay hơi từ bề mặt thực phẩm Sự thăng hoa của nước từ nước đá Sự di chuyển chất tan và bề mặt sản phẩm bị cứng Sự di chuyển chất tan rất hạn chế Những tác động trên thực phẩm rắn làm phá vỡ cấu Những thay đổi cấu trúc và sự co rút được hạn chế tối trúc và co rút lại thiểu Sự hấp thụ ẩm trở lại không hoàn toàn, chậm Sự hấp thụ ẩm trở lại hoàn toàn, nhanh Mùi vị bị thay đổi đáng kể Mùi vị luôn tự nhiên Màu thường sậm Màu luôn ổn định Giá trị dinh dưỡng giảm Giữ được các chất có hoạt tính sinh học và chất lượng sp Giá thành thấp Giá thành thường cao gấp 4 lần so với sấy truyền thống 16
6.2.2. Cơ sở lý thuyết của sấy lạnh Giản đồ pha của nước tinh khiết Giản đồ pha của nước tinh khiết 17
6.2.3. Nguyên lý làm việc và thiết bị của hệ thống sấy lạnh Quá trình sấy thăng hoa 18
Sấy thăng hoa bao gồm 3 giai đoạn chính: Lạnh đông ban đầu, sấy chính và sấy phụ • Lạnh đông ban đầu: o Mục tiêu: Làm đông phần nước lưu động trong sản phẩm thực phẩm o Cách làm: Có thể làm lạnh đông sơ bộ bằng phương pháp thông thường (lạnh đông trong môi trường khí quyển bình thường bằng truyền nhiệt đối lưu hoặc dẫn nhiệt tiếp xúc) hay tự lạnh đông ( khi bay hơi một phần ẩm của sản phẩm). o Sản phẩm được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ eutectic của sản phẩm. • Sấy chính: o Thực phẩm được gia nhiệt trong môi trường chân không để loại bỏ nước đóng băng. o Khoảng 90% tổng số nước trong sản phẩm, phần lớn là nước tự do và một phần nước liên kết được loại bỏ bằng thăng hoa. • Sấy phụ: o Nước liên kết (không đóng băng) được loại bỏ. o Giai đoạn cuối này có sự gia tăng nhiệt độ và giảm áp suất hơi nước riêng phần trong thiết bị sấy. o Giai đoạn này mất từ 30 – 50% thời gian so với sấy chính do áp suất giữ nước liên kết và thấp hơn nước tự do ở cùng nhiệt đô. 19
Nguyên lý làm việc của thiết bị sấy thăng hoa 20