Tải bản đầy đủ
QUÁ TRÌNH ĐUN NÓNG

QUÁ TRÌNH ĐUN NÓNG

Tải bản đầy đủ

- Chênh lệch giữa nhiệt độ cuối cùng và nhiệt độ ban đầu luôn luôn là một đại lượng
lớn hơn 0: t = tc – tbđ > 0
1.1.2. Mục đích
- Mục đích chuẩn bị: trong thực tế khi tiến hành đun nóng chỉ nhằm chuẩn bị cho

-

các quá trình khác.
Ví dụ: để bóc vỏ cam dễ dàng chần trong nước sôi 5-10ph.
Mục đích khai thác: tăng hiệu suất thu nhận sản phẩm từ 1 loại nguyên liệu nào
đó.
Ví dụ: nhiệt độ cao 60-700C tăng hoạt độ enzym amylaza, khả năng thủy phân

-

tinh bột cao.
Mục đích chế biến: nhiều loại nguyên liệu bị biến đổi về cấu trúc, tính chất,…
làm cho chất lượng nguyên liệu biến đổi, có thể xấu đi hoặc tốt lên.
Ví dụ: nhiệt độ cao làm sp chín loại bỏ mùi vị lạ, tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị

-

cảm quan và cơ thể hấp thụ tốt hơn.
Mục đích bảo quản: làm mất hoạt tính của các enzym có trong nguyên liệu, ngăn
ngừa những biến đổi xấu.
Ví dụ: nhiệt độ cao tiêu diệt các VSV làm biến đổi màu sản phẩm, ngăn ngừa sự

-

hư hỏng.
Mục đích hoàn thiện: 1 số loại thực phẩm thường tồn tại ở dạng bán thành phẩm,

vì vậy phải gia nhiệt (đun nóng) để sản phẩm chín sử dụng được.
1.1.3. Yêu cầu thiết bị
- Về cấu tạo: phải đủ dung tích công suất, đảm bảo năng suất dây chuyền, có diện

-

tích truyền nhiệt thích hợp, có thiết bị khuấy đảo làm tăng hệ số K.
Vật liệu làm thiết bị phải có hệ số truyền nhiệt cao, không ảnh hưởng đến chất

-

lượng sản phẩm, ít tốn năng lượng.
Thiết bị phải cấu tạo thuận lợi cho việc thao tác vận hành, có đầy đủ các thiết bị

-

kiểm tra, bảo đảm an toàn lao động.
Về năng lượng cung cấp: phải đồng đều, đầy đủ. Nhiệt lượng cần thiết cho quá

trình được tính như sau:
Qqt= Q0 +Q1
Trong đó: Q0= G.C.t =G.C.(tc –tbđ) :nhiệt cung cấp cho quá trình đun nóng
G: khối lượng sản phẩm; C: nhiệt dung riêng; Q1: chí phí đun nóng thiết bị.
1.2. Vật liệu và quá trình biến đổi vật liệu
1.2.1. Biến đổi vật lý

3

- Nhiệt độ: do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường đun nóng và vật liệu nên
nhiệt độ trong vật liệu tăng dần.
+ Tốc độ tăng nhiệt độ từ ngoài vào trung tâm chậm dần do khoảng cách giữa
chúng và nguồn nhiệt xa dần. Những điểm có cùng khoảng cách đến nguồn nhiệt
thì nhiệt độ bằng nhau.
+ Do vậy trong vật liệu sẽ hình thành trường nhiệt độ, trong đó lớp ngoài cùng có

-

-

nhiệt độ cao nhất, ở trung tâm nhiệt độ thấp nhất.
Sự truyền nhiệt trong khối vật liệu:
+ Nếu vật liệu là chất lỏng thì nhiệt độ được truyền vào trung tâm chủ yếu bằng
đối lưu. Nếu vật liệu là chất rắn thì nhiệt truyền bằng dẫn nhiệt.
+ Khi vật ở thể bán lỏng (sệt) thì nhiệt truyền bằng cả đối lưu và dẫn nhiệt.
Trạng thái vật liệu:
+ Các chất rắn hoặc sệt mà nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ môi trường thì
trạng thái của chúng chuyển sang pha lỏng hoặc bán chất lỏng(mỡ, bơ,…)
+ Tuy nhiên có nhiều loại vật liệu dạng rắn trong thời gian đun nóng ko xảy ra
hiện tượng chuyển pha (thịt, cá, rau quả)

- Thể tích:

-

-

Thể tích vật liệu có thể tăng lên khi đun nóng V =V –V0 >0
V= Vo + + VKhí
Trong đó: V_ thể tích khi đun
_hệ số nở khối; t: nhiệt độ đun nóng
VKhí :chênh lệch thể tích chất khí trong vật liệu
Khối lượng:
m= mo + -nbh -yht
trong đó: m_ khối lượng vật liệu khi đun
mo : khối lượng vật liệu trước khi đun
:hệ số biến đổi khối lượng; t: nhiệt độ đun nóng
nbh: khối lượng bốc hơi
yht: khối lượng hòa tan vào môi trường
Màu sắc: biến đổi do thay đổi khả năng hấp thụ và phản xạ ánh sáng của vật liệu,

do tác động của nhiệt độ cao.
1.2.2. Biến đổi hóa lý, hóa học
- Các chỉ tiêu hóa lý của vật liệu dễ bị biến đổi do nhiệt: độ nhớt giảm (hoặc tăng),

-

độ hòa tan tăng,…
Các phản ứng hóa học như thủy phân, trung hòa, oxi hóa,polime hóa,.. thì dưới tác
dụng của nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng.

4

- Kết quả sự xúc tiến các phản ứng hóa học là sự biến đổi các thành phần hóa học
trong vật liệu. Một số chất tạo thành có thể làm tăng chất lượng sản phẩm(pectin,
chất màu,..) nhưng củng có thể làm giảm hàm lượng chất có ích, tạo thành 1 số
chất ảnh hưởng xấu đến màu, mùi, vị sản phẩm
1.2.3. Biến đổi sinh hóa, vi sinh
- Quá trình tăng nhiệt độ sẽ đi qua 2 vùng nhiệt độ có tác dụng khác nhau lên enzym

-

và VSV.
Vùng thứ nhất là từ nhiệt độ môi trường không khí đến nhiệt độ tối thích. Tại đây

-

nhiệt độ càng tăng thì hoạt động của enzym và VSV càng tăng.
Vùng thứ 2 là từ nhiệt độ tối thích đến nhiệt độ đun nóng cuối cùng. Sự tăng nhiệt
độ sẽ làm giảm dần hoặc ngừng hoạt động của enzym và VSV.
 Tốc độ tăng nhiệt của quá trình đun nóng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất

lượng sản phẩm.
1.2.4. Biến đổi cấu trúc tế bào
- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao chất nguyên sinh trong tế bào bị đông tụ, màng tế
bào bị phá hủy làm mất tính bán thấm, không khí và hơi nước thoát ra ngoài làm
cấu trúc toàn khối trở nên chặt mềm.
1.2.5. Biến đổi cảm quan
- Thay đổi màu sắc: có khi màu sắc tốt lên hoặc giữ được màu tự nhiên ban đầu
(chần rau quả) . Tuy nhiên quá trình đun nóng có thể làm thay đổi màu tự nhiên,

-

tạo ra màu khác hoặc sẫm màu trong các sản phẩm.
Thay đổi mùi vị:
+ Đối với các sản phẩm có chứa các chất gây mùi, vị khó chịu (vị đắng trong
măng, mùi ôi tanh trong cá,…) khi đun nóng sẽ làm mất các mùi vị đó, chất lượng
sản phẩm tốt lên.
+ Đối với các sản phẩm có mùi vị tự nhiên tốt, sau khi đun ít nhiều sẽ bị mất đi do

bốc hơi hoặc bị thủy phân.
1.3. Phương pháp thực hiện

Đun nóng trực tiếp

Đun nóng gián tiếp

5

Định nghĩa

Là cho chất tải nhiệt tiếp xúc
trực tiếp với sản phẩm. (chất
tải nhiệt có thể là hơi nước,
hơi khí nóng, dòng điện)

Là truyền nhiệt vào sản
phẩm qua vách ngăn (thành
ống, thành nối,…)

Ưu điểm

Nhanh, đồng đều, không bị
tăng nhiệt độ cục bộ.

Mùi vị sản phẩm không bị
ảnh hưởng bởi chất tải nhiệt.
Không bị pha loãng, không
bị hòa tan.

Nhược điểm

Chất tải nhiệt bị ngưng tụ
làm loãng/ hòa tan sản
phẩm.
Sản phẩm bị ảnh hưởng mùi
vị của chất tải nhiệt.

Nhiệt độ tăng cục bộ ở
những nơi tiếp xúc với mặt
truyền nhiệt hiện tượng
cháy nồi.
Tốn nhiều nhiệt lượng.

1.4. Một số thiết bị
1.4.1. Thiết bị đun nóng 2 vỏ làm việc gián đoạn ở áp suất thường

- Thường được sử dụng để nấu chín thực phẩm: nấu thịt,cá, dịch đường, dịch lên
men,…; luộc tôm, mực.

6

- Thiết bị có 2 dạng: dạng hình bán nguyệt có nắp đậy và dạng hình trụ có cánh
-

khuấy trộn
Cấu tạo: Hai lớp vỏ có hình bán cầu, vỏ trong bằng inox, vỏ ngoài bằng thép hoặc
inox; khoảng không nằm giữa 2 vỏ để chứa hơi; thiết bị đặt trên 1 trục rỗng có giá
đỡ. Hai đầu trục được chế tạo đặc biệt để đưa hơi vào và lấy nước ngưng ra, ở đầu
đưa hơi có hộp hơi, trên có gắn áp kế, nhiệt kế và van an toàn. Để nghiêng nồi
người ta dùng cơ cấu bánh vít, khi quay vô lăng bánh vít quay làm nghiêng thùng

để đổ thực phẩm đã nấu.
1.4.2. Thiết bị đun nóng trong ống kín làm việc ở áp suất thường
- Thiết bị đun nóng kiểu ống chùm
- Cấu tạo: có 1 vỏ hình trụ, 2 đầu hàn mặt sàng; các ống truyền nhiệt được hàn chặt
vào các mặt sàng; đáy và nắp được nối với vỏ bằng một mặt bích ghép chắc. Trên

-

vỏ, nắp và đáy có ống nối để dẫn chất tải nhiệt và thực phẩm.
Khi cần tăng vận tốc chất tải nhiệt người ta thường chia khoang thiết bị ra nhiều
ngăn, có thể chia dọc theo thành thiết bị hoặc theo chiều ngang của thiết bị.

- Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống
- Cấu tạo: thiết bị là 1 dàn ống bao gồm 1 ống bằng kim loại (hoặc inox), bao bọc
bên ngoài ống là 1 ống khác được hàn kín vào ống phía trong và có 2 ống nối; các
ống phía trong đặt song song nhau, được nối với nhau bằng một khuỷu để dễ dàng
tháo lắp và vệ sinh.

7

- Khi hoạt động, thực phẩm dạng lỏng thường cho đi trong ống từ dưới lên còn chất
tải nhiệt đi ngoài ống từ trên xuống.

1.4.3. Thiết bị đun nóng kiểu khung bản
- Cấu tạo: dạng các tấm được ghép song song với nhau thành những hộp rỗng và
được nối với nhau tạo thành lối chuyển động cho thực phẩm và chất truyền nhiệt.
Giữa tấm bản có các tấm đệm kín đảm bảo ngăn cách 2 lưu chất chuyển động. Bên
ngoài có giá đỡ để ép chặt các tấm lại với nhau. Thực phẩm và chất tải nhiệt
chuyển động ngược chiều nên tốc độ truyền nhiệt cao, năng suất thiết bị lớn.

8

2. QUÁ TRÌNH LẠNH ĐÔNG
2.1. Bản chất, mục đích, yêu cầu
2.1.1. Bản chất
- Làm lạnh, lạnh đông là quá trình hạ nhiệt từ nhiệt độ giới hạn “nóng lạnh” 20-

400C xuống nhiệt độ thấp hơn (t0)
Nếu nhiệt độ cuối cùng t00 nằm trong khoảng t0đb đóng băng và nhiệt độ giới hạn
nóng lạnh (200C) tức là t0đb < t00 < 200C gọi là làm lạnh thường, còn nếu -1000C <

t00 < t0đb gọi là lạnh đông, -2730C < t00 < -1000C lạnh thâm (sâu)
2.1.2. Mục đích
- Mục đích chuẩn bị: quá trình làm lạnh, lạnh đông nhằm chuẩn bị cho các quá trình
kế tiếp diễn ra thuận lợi hơn, không thay đổi về mặt hóa học chỉ biến đổi về mặt

-

vật lý.
Mục đích khai thác: giúp tăng giá trị, tăng chất dinh dưỡng của vật liệu, quá trình
này không thay đổi về mặt hóa học chỉ biến đổi về mặt vật lý.
Ví dụ: trong quá trình sản xuất nước quả cô đặc có thể đem dịch quả đi làm lạnh
đông nhằm kết tinh phân tử nước, sau đó tách tinh thể nước này ra khỏi dịch quả
bằng phương pháp cơ học  Độ khô dịch quả sẽ tăng lên làm lạnh còn cho đường

-

kết tinh nhanh hơn, nhiều hơn.
Mục đích chế biến: quá trình này có thể thay đổi thành phần hóa học của vật liệu
tạo thành những tính chất mới của sản phẩm hoặc thay đổi chất lượng của sản
phẩm.

9

Ví dụ: làm chín hóa học cá sản phẩm từ thịt như xúc xích, lạp xưởng,… tạo ra sản

-

phẩm mới như nước đá,…
Mục đích bảo quản: quá trình làm lạnh, lạnh đông giúp kéo dài thời gian lưu trữ
sản phẩm, tránh hao hụt về vật liệu. Tuy nhiên mục đích bảo quản này còn phụ
thuộc vào loại nguyên liệu (hay sản phẩm) cần bảo quản mà đưa ra nhiệt độ thích

-

hợp.
Mục đích hoàn thiện sản phẩm: nhằm tăng giá trị của sản phẩm, chủ yếu thay đổi

về mặt cảm quan.
2.1.3. Yêu cầu
- Tùy theo mục đích bảo quản mà ta đưa ra yêu cầu về nhiệt độ cho quá trình làm
lạnh, lạnh đông. Hạ nhiệt độ từ giới hạn nóng lạnh (20 – 240C) xuống nhiệt độ
thấp hơn:
• Làm lạnh thường: t0đb < to0 < 200C
• Làm lạnh đông: -1000C < to0 < tođb
• Làm lạnh thâm (sâu): -2730C < to0 < -1000C.
2.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
2.2.1. Vật liệu
- Là các nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật và thực vật có giá trị dinh dưỡng cao
nhưng dễ bị hư hỏng và thay đổi trong môi trường nhiệt độ bình thường hoặc các
loại sinh phẩm như men mốc, men bánh mì, chế phẩm enzyme,…
2.2.2. Các quá trình biến đổi
2.2.2.1. Biến đổi vật lý
- Biến đổi nhiệt độ: ta có thể hạ nhiệt độ của sản phẩm trong môi trường nhiệt độ
bằng hằng số hoặc có sự thay đổi. Khi làm lạnh nhiệt độ của nguyên liệu giảm từ
nhiệt độ của môi trường ngoài đến nhiệt độ lạnh cần thiết (bằng nhiệt độ lạnh của

-

môi trường lạnh).
Sự biến thiên nhiệt độ làm lạnh xảy ra trong điều kiện nhiệt độ làm lạnh đông

-

không đổi (môi trường lạnh có nhiệt độ bằng hằng số).
Biểu diễn độ ẩm: độ ẩm trong sản phẩm thay đổi như thế nào là tùy thuộc vào mức
độ làm lạnh của sản phẩm đó. Quá trình bốc hơi nước khi làm lạnh sẽ hao tổn tự
nhiên của một số sản phẩm  Khối lượng sẽ bị thay đổi nên tổn hao đến khối
lượng tự nhiên của sản phẩm  Ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế.

10