TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 Bài 1 ẨM ĐỘ THỰC PHẨM – QUÁ TRÌNH SẤY A ẨM ĐỘ THỰC PHẨM I GIỚI THIỆU 1 Các loại ẩm độ Ẩm đ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM Bài ẨM ĐỘ THỰC PHẨM – QUÁ TRÌNH SẤY A ẨM ĐỘ THỰC PHẨM I GIỚI THIỆU Các loại ẩm độ: Ẩm độ toàn phần (ẩm độ theo ướt): tỉ số khối lượng ẩm chứa vật liệu với khối lượng vật liệu ẩm M = Mw = 100 (%) Ẩm độ tuyệt đối (ẩm độ theo khơ): Là tỉ lệ khối lượng ẩm có vật liệu so với khối lượng vật chất khô vật liệu X = Md = 100 = 100 (%) Mối quan hệ loại ẩm độ X= hay M%= Cách xác định ẩm độ a Phương pháp trực tiếp: xác định lượng ẩm chứa vật liệu Dùng tủ sấy cân xác định ẩm hồng ngoại Dùng tủ sấy: Nguyên tắc xác định ẩm độ tủ sấy: Cân khối lượng xác định mẫu vật liệu cần xác định ẩm (W) Xử lý vật liệu phương pháp học để làm tăng bề mặt bốc vật liệu cắt mỏng cắt nhỏ, tán nhỏ (cỡ 2-3 mm) Sấy khô cân hộp đựng mẫu sau sấy (Wh) Cho vật liệu xử lý học vào hộp đựng mẫu, dàn vật liệu cho vào tủ sấy Cài đặt nhiệt độ sấy & thời gian sấy theo yêu cầu cho tủ sấy (T,t) Vật liệu sau sấy cho vào bình hút ẩm để làm nguội đem cân xác định khối lượng với hộp đựng mẫu (W2) Ẩm độ toàn phần vật liệu: M = 100 (%) Với: W1: W + Wh: khối lượng hộp vật liệu trước sấy (g) W2 : khối lượng hộp & vật liệu sau sấy (g) W1 – W2 : khối lượng ẩm bốc sau trình sấy (g) W : khối lượng vật liệu ẩm cần xác định ẩm độ (g) Dùng cân ẩm hồng ngoại Dùng để xác định ẩm độ số loại vật liệu nhiệt độ thời gian thích hợp Hoạt động: Bật cơng tắc, cài đặt chế độ sấy thích hợp cho cân: cài đặt nhiệt độ thời gian sấy sấy đến khối lượng không đổi, lắp đĩa cân khơ vào cân trừ bì Cho lượng mẫu xác định lên đĩa cân, dàn mỏng đóng nắp máy lại để tiến hành cân Sau sấy đến hết thời gian cài đặt (theo kinh nghiệm chế độ có sẵn) khối lượng vật liệu sấy khơng đổi (đối với vật liệu có chất dễ bay vitamin, axit hữu cơ,…) cân phát tín hiệu báo cho người sử dụng biết để ghi lại kết kết thúc trình cân Trước tiến hành sấy mẫu ta phải làm nguội cân sấy tiếp b Phương pháp gián tiếp: Dùng máy đo ẩm độ hạt: máy Kett (hoạt động theo nguyên tắc điện trở) Hoạt động: bật cơng tắc máy, cài đặt chế độ thích hợp loại hạt Cho hạt vào ngăn đựng để xác định ẩm độ II THÍ NGHIỆM Mục đích Xác định ẩm độ số loại vật liệu Vật liệu chuẩn bị vật liệu Hạt: lúa, gạo Rau quả: hành lá, gạo,cà rốt Đối với rau phải tiến hành xử lý học: hành làm sạch, cắt khúc nhỏ C rốt cắt lát mỏng Phương pháp thí nhiệm Xác định ẩm độ hạt: máy Kett Xác định ẩm độ rau quả: cân ẩm hồng ngoại Mỗi loại vật liệu tiến hành sấy với lần lặp lại: vật liệu cân làm mẫu với khối lượng gần III KẾT QUẢ Xác định ẩm độ máy Kett Mẫu Kí hiệu M% L1 21.2 Lúa L2 21.2 L3 21.3 G1 19.3 Gạo G2 19.8 G3 19.7 Xác định độ ẩm cân ẩm hồng ngoại Mẫu Hành Gạo Kí hiệu H1 H2 H3 G1 G2 G3 M% 94.71 94.98 93.05 13.08 12.16 13.57 21.2 26.9 19.6 24.4 94.25 1639.13 12.94 14.86 Cà rốt C1 C2 C3 82.29 84.66 87.07 84.67 552.32 IV KẾT LUẬN Phương pháp trực tiếp (dùng cân ẩm hồng ngoại) Cân ẩm hồng ngoại: Có cấu tạo cân chịu nhiệt cân khối lượng vật liệu thay đổi theo thời gian vật liệu sấy hay đun nóng tia hồng ngoại sấy vật liệu tới khối lượng không đổi Hạn chế: cần nhiều Ưu điểm: kết xác sử dụng cho hầu hết loại vật liệu Phương pháp gián tiếp (sử dụng máy Kett) Đo ẩm độ hạt máy Kett dựa vào thay đổi điện trở điện dung hạt ẩm độ hạt thay đổi nên xác khơng cao Hạn chế: đo vật liệu có ẩm độ thấp, phải phụ thuộc vào kích thước, hình dạng hạt, độ bẩn … Ở khoảng ẩm độ thấp, sai số ± 0.3 % ẩm độ cao (rất ướt) sai số lên đến ± % Ưu điểm: nhanh, đọc ẩm độ sau vài giây B QUÁ TRÌNH SẤY I GIỚI THIỆU Sấy: trình làm bốc nước từ vật liệu vào môi trường (thường khơng khí) cách cấp nhiệt cho nước vật liệu ẩm bay Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy Đường cong sấy: đường biễu diễn giảm ẩm vật liệu sấy theo thời gian Đường cong sấy đường biểu diễn mối quan hệ ẩm độ (căn khô – ký hiệu X) theo thời gian t Đường cong tốc độ sấy: đường biểu diễn tốc độ sấy lượng nước thoát khỏi vật liệu ứng với đơn vị diện tích bề mặt vật liệu sấy đơn vị thời gian Ký hiệu R II THÍ NGHIỆM Mục đích Nghiên cứu q trình sấy rau từ xác định đường cong sấy, tốc độ sấy mối quan hệ thông số q trình sấy Ngồi cịn khảo sát ảnh hưởng trình xử lý rau đến trình sấy cảm quan sản phẩm sấy Phương pháp tiến hành thí nghiệm Vật liệu sấy: Cà rốt tươi cắt lát Dụng cụ hóa chất: Dao, thớt; Chậu ngâm; Nhiệt kế; Vitamin C; Cân số lẻ; Lưới đựng vật liệu sấy; Bình hút ẩm Cách tiến hành thí nghiệm Chuẩn bị mẫu cà rốt cắt lát mỏng (khoảng mm): - Cà rốt đối chứng Cà rốt chần (1 phút) Cà rốt ngâm Vitamin C 0,5% (5 phút) Cân – gam/ lần lặp lại/ mẫu bỏ vào chén (làm giấy bạc) Tiến hành sấy cà rốt chuẩn bị máy sấy khay Nhiệt độ tác nhân sấy (không khí nóng) 60 0C Đọc số liệu (khối lượng cà rốt) 30 phút/ lần đến độ ẩm không đổi xác định biến thiên độ ẩm lát cắt theo thời gian sấy Từ suy tốc độ sấy cà rốt cắt lát thời gian sấy đến độ ẩm cần thiết III KẾT QUẢ Hình ảnh: Bảng kết theo dõi trình sấy: lượng ẩm giảm (g) Time 0h00 0h30 1h00 1h30 2h00 2h30 3h00 3h30 4h00 4h30 5.09 4.06 3.05 2.4 1.8 1.39 1.02 0.8 0.71 0.68 Đối chứng 5.08 3.99 2.89 2.23 1.62 1.24 0.89 0.75 0.7 0.68 5.05 3.89 2.99 2.28 1.77 1.39 1.04 0.83 0.73 0.7 Chần (1 phút) 5.01 5.01 5.1 3.75 3.56 3.56 2.82 2.45 2.59 2.17 1.73 1.95 1.11 1.4 1.49 0.82 1.05 1.11 0.78 0.65 0.81 0.65 0.65 0.64 0.65 0.65 0.64 0.65 0.65 0.64 Ngâm VitC 0,5% 5.09 5.07 5.01 4.5 4.43 4.42 3.46 3.42 3.48 2.75 2.68 2.65 1.96 2.16 2.14 1.53 1.66 1.73 1.12 1.31 1.37 0.87 0.98 1.02 0.71 0.79 0.77 0.65 0.71 0.65 5h00 0.66 5h30 0.66 Xử lí số liệu: 0.68 0.68 0.68 0.68 0.65 0.65 0.65 0.65 0.64 0.64 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 % ẩm độ ban đầu = 87,21% % vật chất khô = 100-87,21 = 12,79% mvật chất khô = 12,79%.mban đầu % ẩm thứ i= x 100 Mẫu cà rốt đối chứng: Lần sấy Thời gian sấy Khối lượng TB Δm (g) (g) 0h00 5.07 0.00 0h30 3.98 1.09 1h00 2.98 1.00 1h30 2.30 0.67 2h00 1.73 0.57 2h30 1.34 0.39 3h00 0.98 0.36 3h30 0.79 0.19 4h00 0.71 0.08 4h30 0.69 0.03 10 5h00 0.67 0.01 11 5h30 0.67 0.00 mvật chất khô = 12,79%.mban đầu = 12,79%.5,07 = 0,648453g Ẩm độ (%) 87.21 83.71 78.24 71.81 62.52 51.61 33.83 17.92 8.67 6.02 3.22 3.22 % ẩm thứ i= x 100 % ẩm lần = x100 = 83,707% Mẫu cà rốt chần phút: Lần sấy Thời gian sấy Khối lượng TB Δm (g) Ẩm độ (%) 0h00 0h30 1h00 (g) 5.04 3.62 2.62 0.00 1.42 1.00 87.21 82.19 75.40 1h30 1.95 0.67 2h00 1.33 0.62 2h30 0.99 0.34 3h00 0.75 0.25 3h30 0.65 0.10 4h00 0.65 0.00 4h30 0.65 0.00 10 5h00 0.65 0.00 11 5h30 0.65 0.00 mvật chất khô = 12,79%.mban đầu = 12,79%.5,04 = 0,644616g 66.94 51.53 34.89 14.05 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 % ẩm thứ i= x 100 % ẩm lần = x100 = 82,193% Mẫu cà rốt ngâm Vitamin C 0,5% Lần sấy Thời gian sấy Khối lượng TB Δm (g) (g) 0h00 5.06 0.00 0h30 4.45 0.61 1h00 3.45 1.00 1h30 2.69 0.76 2h00 2.09 0.61 2h30 1.64 0.45 3h00 1.27 0.37 3h30 0.96 0.31 4h00 0.76 0.20 4h30 0.67 0.09 10 5h00 0.65 0.02 11 5h30 0.65 0.00 mvật chất khô = 12,79%.mban đầu = 12,79%.5,06 = 0,647174g % ẩm thứ i= x 100 % ẩm lần = x100 = 85,457 % Biểu đồ thể thay đổi khối lượng theo thời gian sấy: Ẩm độ (%) 87.21 85.46 81.24 75.94 69.04 60.54 49.04 32.59 14.85 3.41 0.43 0.43 Sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy Mẫu cà rốt đối chứng Khối lượng (g) 5.07 3.98 2.98 2.3 1.73 1.34 0h00 0h30 1h00 1h30 2h00 2h30 0.98 3h00 0.79 0.71 0.69 0.67 0.67 3h30 4h00 4h30 5h00 5h30 Thời gian sấy Sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy Mẫu cà rốt chần phút Khối lượng (g) 5.04 3.62 2.62 1.95 1.33 0h00 0h30 1h00 1h30 2h00 0.99 2h30 0.75 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 3h00 3h30 4h00 4h30 5h00 5h30 Thời gian Xác định nhiệt dung riêng mẫu thực phẩm sử dụng nhiệt lượng kế có khơng có hộp đựng mẫu Dụng cụ thí nghiệm: Nhiệt lượng kế đoạn nhiệt Mẫu thực phẩm cần xác định nhiệt dung riêng: hạt lúa Chất biết nhiệt dung riêng: nước nóng, nước lạnh Bình chứa Cách tiến hành: Thí nghiệm 1: Cân nước lạnh mnl = 400g cho vào bình cách nhiệt, cắm nhiệt kế vào để xác định nhiệt độ nước lạnh Nước nóng (đun đến nhiệt độ khoảng 80 – 90 oC) có khối lượng mnn = 400g cho vào bình cách nhiệt đựng sẵn 400g nước lạnh trên, cắm nhiệt kế vào bình cách nhiệt chờ hệ cân ta xác định nhiệt độ cân Thí nghiệm 2: Sau thực thí nghiệm 1, để bình nước nguội Cân mẫu hạt lúa có khối lượng ml = 450g cho vào bình, đo nhiệt độ lúc Kế tiếp cho nước nóng có khối lượng mnn = 400g, đo nhiệt độ nước nóng Để cho hệ đạt trạng thái cân bằng, sau đo nhiệt độ cân III KẾT QUẢ Kết thí nghiệm 1: Nước lạnh Nước nóng Hệ cân Khối lượng (m) (g) 400 400 x Nhiệt độ (T) 30,8 82,9 52 Nhiệt dung riêng (Cp) 4,176 4,1964 x Phương trình cân lượng: Qnn = Qnl + Qvb mnn.Cpnn.(Tnn – Tcb) = mnl.Cpnl.(Tcb – Tnl) + mvb.Cpvb.(Tcb – Tvb) (1) Trong đó: + mnn, mnl, mvb: khối lượng riêng nước nóng, nước lạnh vách bình + Cpnn, Cpnl, Cpvb: nhiệt dung riêng nước nóng, nước lạnh vách bình + Tnn, Tnl: nhiệt độ nước nóng, nhiệt độ nước lạnh + Tcb: nhiệt độ hệ đạt trạng thái cân Từ phương trình (1): => 0,4.4,1964.(82,9-52) = 0,4.4,176.(52-30,8) + mvb.Cpvb.(Tcb-Tvb) => mvb.Cpvb.(Tcb-Tvb) = 16,46 Kết thí nghiệm 2: Mẫu thực phẩm Nước Hỗn hợp Khối lượng (m) (g) 450 400 x Nhiệt độ (T) 29,8 83 64,1 Nhiệt dung riêng (Cp) ? 4,1964 x Phương trình cân lượng: Qnn = Ql + Qvb mnn.Cpnn.(Tnn – Tcb) = ml.Cpl.(Tcb – Tl) + mvb.Cpvb.(Tcb – Tvb) (2) Trong đó: + mnn, ml, mvb: khối lượng riêng nước nóng, mẫu lúa vách bình + Cpnn, Cpl, Cpvb: nhiệt dung riêng nước nóng, mẫu lúa vách bình + Tnn, Tl: nhiệt độ nước nóng, nhiệt độ mẫu lúa + Tcb: nhiệt độ hệ đạt trạng thái cân Từ phương trình (2): => 0,4.4,1964.(83-64,1) = 0,45.Cl.(64,1-29,8) + mvb.Cpvb.(Tcb-Tvb) 31,724784 = 15,435.Cl + 16,46 => Cl =0,98897 (J/kgoC) Vậy nhiệt dung riêng lúa 0,98897 J/kgoC IV KẾT LUẬN Là phương pháp áp dụng cho nhiều loại mẫu khác nhau, sai số cao hơn, cách thực hiện, tính tốn phức tạp so với dụng cụ đo có hộp đựng mẫu, phương pháp khác Kết nhiệt dung riêng phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu mẫu, vật liệu vách bình, nước, dụng cụ đo, thao tác thực như: thời gian thu thập số liệu, đo nhanh B XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT VẬT LIỆU I GIỚI THIỆU Phương pháp đo dộ nhớt: Đo độ nhớt máy đo độ nhớt trục quay Nguyên lý: độ nhớt chất lỏng đo cách cho trục xylanh quay tốc độ chọn trước moment quay cần thiết để thắng lực cản độ nhớt chất lỏng cần đo Phương pháp cho phép ta xác định liên tục mối quan hệ ứng suất cắt tốc độ cắt Với chất lỏng Newton (µ thay đổi theo số vịng quay), độ nhớt tính sau: n số lần đo Với chất lỏng phi Newton, ta tìm số m, n phương trình sau: Với : N: tốc độ quay xylanh (vòng /s) µ: độ nhớt chất lỏng tương ứng với tốc độ quay N (Pa.s) thay đổi µ ta tìm hồi quy tuyến tính log(µ) log(4πN) để xác định m,n II THỰC HÀNH Mục đích Tìm hiểu đặc tính nhớt chất lỏng Newton chất lỏng phi Newton Xác định độ nhớt số chất lỏng thực phẩm nhớt kế mao quản máy đo dộ nhớt trục quay Đo độ nhớt máy Brookfield Nguyên liệu: Mật ong Dụng cụ: Máy Brookfield; Ly thủy tinh để chứa mẫu Cách tiến hành: Cho khoảng 400ml mẫu tương ớt, mật ong vào cốc thủy tinh 500ml đặt cốc vào bình điều nhiệt (300C) 10 phút Đo nhiệt độ mẫu Chọn spindle (đầu đo) phù hợp với mẫu cần đo (đường kính spindle lớn độ nhớt nhỏ) Chọn tốc độ quay cho % moment quay khoảng 30-70% (5% - 85%) Ghi nhận độ nhớt ứng với tốc độ quay chọn ( số vịng quay khác có giá trị tương đối gần nhau) Tiến hành đo theo hai trình tự: số vịng quay tăng dần số vịng quay giảm dần III KẾT QUẢ Bảng số liệu đo độ nhớt máy Brookfield: Tương ớt: Số vòng/ phút % Độ nhớt 0.3 13.6 0.5 13.1 0.6 13.1 14 1.5 15.9 17.2 2.5 18.4 19.4 21.3 22.9 Cp 24.6 10 30 12 32.5 20 39.9 30 49 50 61.4 60 67.1 100 87.4 Mật ong/ Nước cất 1: Số vòng/ phút % Độ nhớt Cp 0.3 19.3 77200 0.5 18.7 44900 0.6 19.7 39400 42.3 50700 1.5 47.9 38310 53 31730 2.5 55.7 26730 60.8 24310 74.3 22290 76.9 18450 78.9 15780 10 93.7 11240 12 EEEE EEEE 20 EEEE EEEE Số vòng/ phút % Độ nhớt Cp 0.3 6.2 0.5 6.8 0.6 4.6 4.9 1470 1.5 8.5 1700 9.9 1480 2.5 13.4 1610 15.7 1570 20.05 1537 25.7 1542 30.2 1510 10 49.8 1491 12 59.8 1492 20 98.1 1471 30 EEEE EEEE Mật ong/ nước cất 1:2 IV KẾT LUẬN Tương ớt chất lỏng phi Newton, có độ nhớt cao Máy Brookfield dễ sử dụng, giúp ta đo độ nhớt dung dịch nhanh chóng, cho kết xác (sai số nhỏ) Bài Q TRÌNH LẠNH ĐƠNG – Q TRÌNH CHIÊN A Q TRÌNH LẠNH ĐƠNG I GIỚI THIỆU II THÍ NGHIỆM Mục đích Theo dõi nhiệt độ ngun liệu q trình lạnh đông Ảnh hưởng tốc độ lạnh đông lên độ rỉ dịch Thí nghiệm Chần: Bất hoạt ezyme hóa nâu bề mặt sản phẩm, giữ chất lượng cảm quan thực phẩm Tiến hành trần: cà tím cắt thành khoanh đồng ( độ dày, khối lượng) Thả cà tím vào nước sơi 85 – 95oC 0.5 – phút, lấy xả nước lạnh để giảm nhiệt nhanh chóng Quan sát nhận xét mẫu trước sau chần Sử dụng cà tím: cắt khoanh, khoanh cao khoảng cm, dài cm cho vào lạnh đông Một miếng làm lạnh đơng đá khơ, miếng cịn lại cho vào ngăn đá tủ lạnh Sau ngày lấy rã đông, đặt miếng lên khăn giấy nhiệt độ phòng Quan sát vùng nước tan sau rã đơng Hình cà tím cắt khoanh Hình chần cà tím nước 85 – 95oC Hình Làm mát cà tím nước có pha nước đá 10- 15oC III KẾT QUẢ Khối Lạnh đông chậm Lạnh đông nhanh lượng/ thời gian 0’ 0.5’ 1’ 0’ 0.5’ 1’ 26.82 26.9 30.65 28.82 30.53 26.1 27.87 33.28 27.87 27.8 23.85 26.1 18.68 14.27 chần m(g) m’(g) m’’(g) 24.97 12.58 IV KẾT LUẬN Sau lạnh đông khối lượng nguyên liệu giảm lạnh đông nhanh khối lượng giảm nhiều lạnh đông chậm nhiệt độ cao nên lượng nước nhiều Đối với mẫu không chần so với mẫu chần lạnh đơng chậm mẫu không chần khối lượng giữ lại nhiều chứng tỏ lượng nước Cịn lạnh đơng nhanh ngược lại Đối với mẫu chần thời gian ngắn so với thời gian dài mẫu thời gian ngắn khối lượng cao mẫu thời gian dài Lạnh đông nhanh (sử dụng đá khô): xuất tinh thể đá nhỏ bề mặt mẫu Quá trình rã đơng xảy chậm, lượng dịch rỉ sau rã đơng ít, cấu trúc cứng màu sắc không thay đổi nhiều so với mẫu trước lạnh đông Lạnh đông chậm (sử dụng ngăn đá tủ lạnh): không xuất tinh thể đá bề mặt mẫu Q trình rã đơng xảy nhanh, lượng dịch rỉ sau rã đông nhiều, cấu trúc mềm QUÁ TRÌNH CHIÊN I MỤC ĐÍCH Ảnh hưởng thời gian chiên đến màu sắc, cấu trúc , vùng dầu loang sản phẩm II THÍ NGHIỆM Khoai mơn gọt vỏ, cắt đồng Thả khoai vào chần với nước sôi 100oC phút vớt nhúng vào nước lạnh Tiến hành chiên khoai ngập dầu: Sau khoảng thời gian phút, phút, phút lấy mẫu đặt giấy A4 để cảm quan nhận xét mẫu III KẾT QUẢ IV KẾT LUẬN Vùng dầu mẫu phút loang rộng nhất, sau tới mẫu phút phút Ở mẫu phút có độ giịn bề mặt khơ nhất, sau phút, phút Về mặt cấu trúc: Mẫu phút cấu trúc bên cịn cứng, có độ dai Mẫu phút cấu trúc bên mềm hơn, độ dai Mẫu phút cấu trúc bên xốp, cấu trúc hạt bột mịn nhỏ Màu sắc mẫu có biến đổi so với ban đầu Ở mẫu phút màu sắc biến đổi nhiều Thời gian chiên có ảnh hưởng đến giá trị cảm quan thực phẩm (cấu trúc, màu sắc…) cần lựa chọn thời gian chiên thích hợp để bả đảm chất lượng cảm quan dinh dưỡng cho loại thực phẩm khác