Tiểu luận môn học nghiên cứu côngnghệ sấy thực phẩm

Như vậy, trong các hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo rađộ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường: thứ nhất là giảm phânáp suất hơi nước của tác nhân sấy bằng cách

lOMoARcPSD|38784156 B Ộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM - - TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẤY THỰC PHẨM GVHD: LỚP: NHÓM HV: TP HCM, tháng Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 3 DANH MỤC BẢNG 3 LỜI MỞ ĐẦU .4 Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC 5 1.1 Định Nghĩa 5 1.1.1 Khái niệm .5 1.1.2 Phân loại 5 1.2 Các phương pháp sấy .5 1.2.1 Phương pháp sấy nóng – Sấy đối lưu tuần hoàn khí nóng 5 1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ 6 1.2.3 Phương pháp sấy đối lưu 6 1.2.4 Phương pháp sấy lạnh – Sấy bơm nhiệt 9 1.3 Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy 12 1.3.1 Quá trình khuếch tán nội 12 1.3.2 Quá trình khuếch tán ngoại 13 1.3.3 Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại 13 1.3.4 Các giai đoạn trong quá trình sấy 14 Chương 2: MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN .15 2.1 Khai thác .15 2.2 Chế biến .15 2.3 Bảo quản 15 2.4 Hoàn thiện 15 Chương 3: CÁC BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU 16 3.1 Vật lý 16 3.2 Hoá học .16 3.3 Hóa lý 17 3.4 Sinh học .17 3.5 Hóa sinh .17 SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Chương 4: ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 18 4.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc .18 4.2 Ảnh hưởng đến mùi vị 19 4.3 Ảnh hưởng đến màu sắc 19 4.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng .19 Chương 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM SẤY 21 5.1 Đánh giá chất lượng .21 5.2 Bảo quản sản phẩm sấy .22 5.2.1 Sử dụng bình đựng trái cây sấy khô .22 5.2.2 Bảo quản trái cây sấy khô bằng Tủ đông 23 5.2.3 Đóng gói hút chân không trái cây khô, dẻo 23 KẾT LUẬN .24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống sấy buồng .7 Hình 1.2 Hệ thống sấy hầm 7 Hình 1.3 Hệ thống sấy tháp 8 Hình 1.4 Hệ thống sấy thùng quay 8 Hình 1.5 Hệ thống sấy khí động 9 Hình 1.6 Hệ thống sấy lạnh .10 Hình 1.7 Hệ thống sấy thăng hoa 11 Hình 5.1 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng 21 Hình 5.2 Bảo quản trong bình kín .23 Hình 5.3 Đóng gói chân không thực phẩm .23 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 So sánh giữa phương pháp sấy lạnh và sấy nóng .12 Bảng 4.1 Các đặc tính của một số thực phẩm sấy dạng bột 19 SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm P LỜI MỞ ĐẦU hương pháp này không cần chất bảo quản, thời gian bảo quản theo mong muốn và không cần sân bãi rộng cũng như thực hiện ở mọi thời tiết mà vẫn giữ được hương vị tự nhiên Sản phẩm sau đó được bảo quản ở môi trường thông thường Các sản phẩm nông nghiệp của những nước có thế mạnh như Việt Nam và Thái Lan sau khi được sản xuất ra sẽ phải bảo quản thế nào để phục vụ xuất khẩu có giá trị cao trong khi các phương pháp truyền thống bị giới hạn về thời gian bảo quản, tốn nhiều nhân lực và mất nhiều diện tích sân bãi luôn đặt ra bài toán nan giải cho giới chuyên gia Vì thế, công nghệ mới sấy khô nông sản ngay sau thu hoạch của một chuyên gia Thái Lan đã thu hút sự quan tâm của dư luận Công nghệ sấy khô ngay sau khi thu hoạch do một chuyên gia trong lĩnh vực nông nghiệp Thái Lan, ông Thanachai Tuntijinda sáng chế sẽ giải quyết được những khó khăn trên, làm tăng giá trị cho các sản phẩm nông nghiệp, qua đó góp phần giúp người nông dân cũng như các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực kinh doanh nông sản Công nghệ sấy khô tức thời là một phương pháp sấy khô bằng lạnh chứ không phải bằng nhiệt Do vậy, thời gian thực hiện rất nhanh (gấp 20 lần so với thời gian sấy thông thường) và có thể thực hiện trong bất kỳ điều kiện thời tiết nào SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Định Nghĩa 1.1.1 Khái niệm Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi mẫu nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi (evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation) Cần phân biệt sự khác nhau giữa sấy và cô đặc Trong quá trình sấy, mẫu nguyên liệu thường ở dạng rắn, tuy nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy cũng có thể ở dạng lỏng hoặc huyền phù Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn ở dạng rắn hoặc bột 1.1.2 Phân loại Có 4 loại phương pháp sấy phổ biến: - Phương pháp sấy nóng - Phương pháp sấy bức xạ - Phương pháp sấy đối lưu - Phương pháp sấy lạnh 1.2 Các phương pháp sấy Có nhiều phương pháp sấy và chúng được thực hiện theo những nguyên tắc khác nhau Có thể chia các phương pháp sấy theo những nhóm sau: 1.2.1 Phương pháp sấy nóng – Sấy đối lưu tuần hoàn khí nóng Trong phương pháp sấy nóng tác nhân sấy (TNS) và vật liệu sấy (VLS) được đốt nóng Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đối φ giảm dẫn đến phân áp suất hơi nước Pam trong tác nhân sấy giảm Mặt khác, do nhiệt độ của vật liệu sấy tăng lên, nên mật độ hơi trong các mao quản tăng lên do vậy làm cho phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu tăng Như vậy, trong các hệ thống sấy nóng có hai cách để tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường: thứ nhất là giảm phân áp suất hơi nước của tác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó và cách thứ hai là tăng phân áp suất hơi trong vật liệu sấy Trong các hệ thống sấy đối lưu người ta sử dụng cả hai cách này Ngược lại, trong các hệ thống sấy tiếp xúc, sấy bức xạ và hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần chỉ sử dụng cách đốt nóng vật Hệ thống sấy nóng thường được phân loại theo phương pháp cung cấp nhiệt SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm - Hệ thống sấy đối lưu: Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy nhận nhiệt bằng đối lưu từ một dịch thể nóng mà thông thường là không khí nóng hoặc khói lò - Hệ thống sấy tiếp xúc: Trong hệ thống sấy tiếp xúc, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một bề mặt nóng Như vậy, trong các hệ thống sấy tiếp xúc người ta tạo độ chênh phân áp suất hơi nước nhờ tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy Trong số này chúng ta thường gặp hệ thống sấy lô và hệ thống sấy tang… - Hệ thống sấy bức xạ: Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ một nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào môi trường Như vậy, trong hệ thống sấy bức xạ người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường chỉ bằng cách đốt nóng vật - Các hệ thống sấy khác: Ngoài ba hệ thống sấy trên, trong các hệ thống sấy nóng còn có các hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần hoặc dùng năng lượng điện từ trường để đốt nóng vật Trong các hệ thống sấy loại này, khi vật liệu sấy đặt trong một trường điện từ thì trong vật xuất hiện các dòng điện và chính dòng điện này đốt nóng vật Như vậy, cũng như các hệ thống sấy bức xạ và hệ thống sấy tiếp xúc, các hệ thống loại này cũng chỉ tạo ra độ chênh phân áp suất giữa vật liệu sấy và môi trường bằng cách đốt nóng vật 1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ Phương pháp sấy bức xạ là phương pháp sấy mà trong đó vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán vào môi trường Như vậy, trong hệ thống sấy bức xạ người ta tạo ra độ chênh phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi trường chỉ bằng cách đốt nóng vật 1.2.3 Phương pháp sấy đối lưu Khái niệm Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp sấy dùng không khí nóng hoặc khói lò làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ (t, ϕ, w…) phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi theo tác nhân sấy vào môi trường Trong phương pháp sấy đối lưu nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ tác nhân sấy đến vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu Phân loại hệ thống sấy đối lưu SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Người ta thường phân loại hệ thống sấy đối lưu chủ yếu theo cấu tạo của các thiết bị sấy Có thể gặp các hệ thống sấy đối lưu sau đây: Hệ thống sấy buồng Cấu tạo chủ yếu của hệ thống sấy buồng là buồng sấy Trong buồng sấy có bố trí các thiết bị đỡ vật liệu sấy mà ta gọi chung là thiết bị chuyển tải (TBCT) Nếu dung Hình 1.1 Hệ thống sấy buồng lượng của buồng sấy bé và thiết bị chuyển tải là các khay sấy thì người ta thường gọi hệ thống sấy buồng này là tủ sấy Nếu dung lượng của buồng sấy là lớn và thiết bị chuyển tải là các xe goòng thì người ta gọi là hệ thống sấy buồng kiểu xe goòng Nói chung, thiết bị chuyển tải trong hệ thống sấy buồng rất đa dạng Hệ thống sấy hầm Khác với hệ thống sấy buồng, trong hệ thống sấy hầm thiết bị sấy là một hầm sấy dài, vật liệu sấy vào ở đầu này và ra ở đầu kia của hầm Thiết bị chuyển tải trong hệ thống sấy hầm thường là xe goòng hoặc là băng tải Đặc điểm chủ yếu của hệ thống sấy hầm là bán liên tục hoặc liên tục và cũng như hệ thống sấy buồng nó có thể sấy SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm được nhiều dạng vật liệu sấy Tuy nhiên, do cấu tạo, năng suất của nó lớn hơn năng suất của hệ thống sấy buồng Hệ thống sấy tháp Trong hệ thống sấy này thiết bị sấy là một tháp sấy, trong đó người ta đặt một loạt kênh dẫn và kênh thải tác nhân sấy xen kẽ nhau Vật liệu sấy trong hệ thống sấy tháp là dạng hạt tự chảy từ trên xuống dưới Tác nhân sấy từ các kênh dẫn xun qua lớp hạt chuyển động đi vào các kênh thải để ra ngồi Như vậy, hệ thống sấy tháp là hệ thống sấy chun dùng để sấy hạt Cùng dạng với hệ thống sấy tháp chúng ta cũng gặp Hình 1.3 Hệ thống sấy tháp những hệ thống sấy tương tự, ở đó hạt chuyển động từ trên xuống còn tác nhân sấy đi ngang qua lớp hạt thực hiện qúa trình trao đổi nhiệt ẩm Hệ thống sấy tháp là hệ thống sấy liên tục Hệ thống sấy thùng quay Thiết bị sấy trong hệ thống sấy thùng quay như tên gọi là một thùng sấy hình trụ tròn đặt nghiêng một góc nào đó Trong thùng sấy người ta bố trí các cánh xáo trộn Khi thùng quay, vật liệu sấy vừa chuyển động từ đầu này đến đầu kia của thùng sấy vừa bị xáo trộn từ trên xuống dưới Tác nhân sấy cũng vào ở đầu này và ra ở đầu kia của thùng sấy Như vậy, hệ thống sấy thùng quay cũng là hệ thống sấy chun dùng để sấy hạt hoặc cục nhỏ và có thể làm việc liên tục SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) Báo cáo cuối kỳ lOMoARcPSD|38784156 phẩm Nghiên cứu công nghệ sấy thực Hình 1.4 Hệ thống sấy thùng quay Hệ thống sấy khí động Có rất nhiều hệ thống sấy khí động Thiết bị sấy trong hệ thống sấy này có thể là một ống tròn hoặc hình phễu, trong đó tác nhân sấy có tốc độ cao vừa làm nhiệm vụ sấy vừa làm nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sấy từ đầu này đến đầu kia của thiết bị sấy Tốc độ của tác nhân sấy có thể đạt (40 ÷ 50) m/s Vật liệu sấy trong các hệ thống sấy này phải là những hạt, mảnh nhỏ và độ ẩm cần lấy đi trong quá trình sấy thường là độ ẩm bề mặt Hình 1.5 Hệ thống sấy khí động Hệ thống sấy tầng sôi Trong hệ thống sấy tầng sơi, thiết bị sấy là một buồng sấy, trong đó người ta bố trí ghi đỡ vật liệu sấy Tác nhân sấy có thông số thích hợp được đưa vào dưới ghi và làm cho vật liệu sấy chuyển động bập bùng trên ghi như hình ảnh bọt nước sơi Vì vậy, người ta gọi là hệ thống sấy tầng sơi Đây cũng là hệ thống sấy chum dùng để sấy SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm dt – thời gian bay hơi (giờ) B – hệ số bay hơi 1.3.3 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau, quá trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán ngoại và ngược lại Tức là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như thế độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần Tuy nhiên trong quá trình sấy ta phải làm sao cho hai quá trình này ngang bằng với nhau, tránh trường hợp khuếch tán ngoại lớn hơn khuếch tán nội Vì khi đó sẽ làm cho sự bay hơi ở lớp bề mặt diễn ra mãnh liệt làm cho bề mặt của sản phẩm bị khô cứng, hạn chế sự thoát ẩm Khi xảy ra hiện tượng đó ta khắc phục bằng cách sấy gián đoạn (quá trình ủ ẩm) mục đích là để thúc đẩy quá trình khuếch tán nội 1.3.4 Các giai đoạn trong quá trình sấy Nếu chế độ sấy tương đối dịu, tức là nhiệt độ và tốc độ chuyển động của không khí không lớn, đồng thời vật có độ ẩm tương đối cao, thì quá trình sấy sẽ xẩy ra theo ba giai đoạn: giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần Giai đoạn làm nóng vật Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt đến bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Trong quá trình này toàn bộ vật sấy đuợc gia nhiệt Ẩm lỏng trong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho đến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tuy vậy sự tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật Vùng trong vật đạt tới nhiệt độ nhiệt kế ướt chậm hơn Giai đoạn sấy đẳng tốc Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ của tác nhân sấy bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ để làm hóa hơi nước Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi Do nhiệt độ không khí của tác nhân sấy không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm cũng không đổi Điều này sẽ làm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm của vật theo thời gian (∂u) không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi ∂ τ ∂ u=const ∂ τ Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi biến thiên của nhiệt độ chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do Khi độ ẩm của vật đạt tới trị số tới hạn uk=ucb mã thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt Đồng thời cũng là chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm Giai đoạn sấy giảm tốc Ở giai đoạn sấy này thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít và chủ yếu là nước liên kết do đó năng lượng liên kết lớn Vì vậy, việc tách ẩm cũng khó khăn hơn và cần năng lượng lớn hơn nên đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thường có dạng cong Tuy nhiên, hình dạng của đường cong là phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm trong vật liệu và tùy thuộc vào dạng vật liệu sấy Độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy tùy thuộc vào độ ẩm của môi trường không khí xung quanh SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Chương 2: MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN 2.1 Khai thác Quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu Do đó hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong một đơn vị khối lượng sản phẩm sấy sẽ tăng lên Theo quan điểm này, quá trình sấy có mục đích công nghệ là khai thác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một đơn vị khối lượng sản phẩm 2.2 Chế biến Quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu và tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm Ví dụ như trong công nghệ sản xuất các loại trái cây sấy (mít, chuối, thơm…), quá trình ấy sẽ tạo ra những tính chất vật lý và hóa lý mới cho sản phẩm, là cho sản phẩm trờ nên khác biệt hẳn so với nguyên liệu ban đầu Còn trong công nghệ sản xuất sữa bột, cà phê hoà tan, trà hoà tan, bột rau quả… thì quá trình sấy không chỉ chuyển hóa mẫu nguyên liệu dạng lỏng thành sản phẩm dạng bột mà còn làm thay đổi sâu sắc các tính chất vật lý và hóa lý của sản phẩm Trong tất cả các trường hợp nói trên, mục đích công nghệ của quá trình sấy là chế biến 2.3 Bảo quản Quá trình sấy là giảm giá trị hoạt độ của nước trong nguyên liệu nên ức chế hệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Ngoài ra, trong một số trường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thì một số vi sinh vật và enzyme sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt Ví dụ như khi thu họach ngũ cốc, nếu độ ẩm của hạt dao động trong khoảng 17 – 18% thì hạt rất nhanh bị hư hỏng trong quá trình bảo quản Nguyên nhân chủ yếu của sự hư hỏng là do hoạt động của hệ enzyme và vi sinh vật trong hạt Nếu chúng ta sấy hạt đền độ ẩm 13% thì thời gian bảo quản của hạt trong cyclo có thể kéo dài cả năm hoặc dài hơn 2.4 Hoàn thiện Quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Xét ví dụ quá trình sấy malt đại mạch Mục đích công nghệ chính của quá trình này là bảo quản (độ ẩm của malt vàng giảm từ 44 – 48% xuống 3 – 4%) Ngoài ra, quá trình sấy sẽ hình thành nên các hợp chất melanoidine trong malt vàng, góp phần cải thiện màu sắc và mùi của malt Trên cơ sở đó, quá trình sấy malt còn có một mục đích công nghệ khác là hoàn thiện sản phẩm SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Chương 3: CÁC BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU 3.1 Vật lý Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên liệu Nhiệt độ sẽ tăng cao tại vùng bề mặt của nguyên liệu và giảm dần ở vùng tâm Sự khuếch tán ẩm sẽ xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùng khác nhau ở bên trong mẫu nguyên liệu Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm sẽ dịch chuyển ra vùng biên Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi theo hình dạng, kích th ước, khối lượng, tỷ trọng, độ giòn… Tuỳ thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quá trình sấy mà những biến đổi nói trên sẽ diễn ra theo những quy luật và mức độ khác nhau Ví dụ như trong quá trình sấy thơm cắt miếng, thể tích sản phẩm sẽ co lại, các chỉ tiêu vật lý khác như khối lượng, tỷ trọng sẽ giảm đi, tuy nhiên độ giòn sẽ tăng lên Những biến đổi vật lý sẽ ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm sấy 3.2 Hoá học Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ của các phản ứng hoá học sẽ t ăng lên Do đó trong quá trình sấy sẽ xảy ra nhiều phản ứng hoá học khác nhau trong nguyên liệu, những biến đổi hoá học sẽ ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chất lượng của sản phẩm sấy Dưới đây là một số phản ứng thường gặp Phản ứng oxy hóa Một số vitamin trong thực phẩm, ví dụ vitamin C rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy Kết quả là hàm lượng vitamin C sẽ giảm đi đáng kể so với trong nguyên liệu ban đầu Các hợp chất màu như Carotenoids, cholorophyll cũng bị oxy hóa làm cho sản phẩm nhạt màu hoặc mất màu Các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy và làm cho sản phẩm sấy hóa nâu Các hợp chất lipid, đặc biệt lá các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hình thành nên các peroxide và nhiều loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm Nhìn chung, các phản ứng oxy hóa nói trên đều gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy Phản ứng thủy phân SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nếu nguyên liệu có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thủy phân các hợp chất có trong nguyên liệu, ví dụ như riglyceride bị thủy phân thành glycerol và các acid béo Phản ứng Maillard: đây là phản ứng thường gặp khi sấy nguyên liệu có chứa đường khử và các hợp chất có nhóm –NH2 tự do Phản ứng sẽ tạo ra các hợp chất melnoidine và làm cho sản phẩm sấy bị sậm màu Trong công nghệ sản xuất trái cây sấy, phản ứng Maillard sẽ ảnh hưởng không tốt đến màu sác của sản phẩm Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất malt đại mạch, việc hình thành nên các hợp chất melanoidine là có lợi vì chúng sẽ góp phần tạo nên màu vàng đặc trưng cho bia thành phẩm Ngoài các phản ứng nói trên, trong quá trình sấy thực phẩm còn có thể xảy ra các phản ứng hóa học khác như dehydrate hóa, phân hủy, trùng hợp… 3.3 Hóa lý Biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong quá trình sấy là sự chuyển pha nước từ lỏng thành hơi Các hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu sấy cũng sẽ thoát ra môi trường bên ngoài, kết quả là mùi của sản phẩm sấy sẽ giảm đi so với nguyên liệu ban đầu Một số hợp chất khác trong nguyên liệu cũng có thể thay đổi pha trong quá trình sấy, ví dụ tinh bột có thể bị hồ hóa, protein có thể bị đông tụ bất thuận nghịch, chất béo từ dạng rắn sẽ hóa lỏng… 3.4 Sinh học Trong quá trình sấy, sự trao đổi chất của các tế bào và mô nguyên liệu động thực vật sẽ ngừng lại nếu nhiệt độ sấy tăng cao Nguyên nhân chính là do hệ enzyme trong mô tế bào bị vô hoạt bất thuận nghịch Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào như DNA cũng có thể bị biến tính nhiệt Các vi sinh vật trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt trong quá trình sấy do tác dụng nhiệt và do hoạt độ nước giảm đi 3.5 Hóa sinh Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệu chưa tăng cao, các phản ứng enzyme trong nguyên liệu tiếp tục diễn ra mạnh mẽ Ví dụ như trong giai đoạn đầu của quá trình sấy malt đại mạch, các phản ứng thủy phân tinh bột và protein vẫn tiếp tục xảy ra nhờ xúc tác của hệ amylase và protease có trong malt xanh Khi nhiệt độ tăng cao, các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hóa sinh sẽ dừng lại SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 Báo cáo cuối kỳ Nghiên cứu công nghệ sấy thực phẩm Chương 4: ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 4.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc Thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm rắn là một trong những nguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm Bản chất và mức độ của các biện pháp xử lý rau quả trước khi sấy đều có ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm sau khi hồi nguyên Nguyên nhân là do sự hồ hoá của tinh bột, sự kết tinh của xenluloza và sự hình thành các sức căng bên trong do khác biệt về độ ẩm ở các vị trí khác nhau Kết quả là sự tạo thành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép và vặn vẹo vĩnh viễn, làm cho sản phẩm có bề ngoài bị co ngót và nhăn nheo Trong quá trình làm ướt trở lại, sản phẩm hút nước chậm và không lấy lại được cấu trúc cứng như ban đầu Các sản phẩm khác nhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trở lại Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp Trong quá trình sấy, các chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt bên ngoài của sản phẩm Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao của không khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt) gây ra các phản ứng lý hoá phức tạp của các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm được Hiện tượng này gọi là hiện tượng "cứng vỏ" (case hardening), làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô, nhưng bên trong thì ẩm Vì vậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong và bề mặt sản phẩm Đối với các sản phẩm dạng bột các đặc tính về cấu trúc của chúng liên quan đến dung lượng và tính hồi nguyên Dung lượng của sản phẩm bột phụ thuộc vào kích cỡ, bản chất rỗng hay đặc của các hạt và được quyết định bởi bản chất, thành phần của sản phẩm và điều kiện sấy Tính dễ chảy của khối bột phụ thuộc vào hàm lượng béo Các nguyên liệu ít béo (như nước ép trái cây, khoai tây và cà phê) cho ra bột dễ chảy hơn là các sản phẩm nhiều béo như trứng nguyên quả hoặc chiết xuất từ thịt Bột có thể được làm "hoà tan hoá" bằng cách xử lý các hạt rời sao cho chúng dính với nhau và kết cục thành khối dễ chảy Khi làm ướt trở lại, nước dễ dàng thấm qua bề mặt của mỗi cục bột, làm vỡ các hạt bột ra và giúp các hạt bột phân tán nhanh trong chất lỏng Quá trình này này liên quan đến những đặc tính của khối bột: độ thấm ướt, độ chìm, độ SVTH: Trang Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com)