Đề tài ứng dụng các quá trình nhiệt trong chế biến rau trái

ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI I GIỚI THIỆU: Xử lý nhiệt trình quan trọng việc chế biến bảo quản thực phẩm năm gần Nhiệt góp phần kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, tiêu diệt vi sinh vật, ức chế enzyme đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng Một yếu tố quan trọng khác trình xử lý nhiệt thay đổi cấu trúc mùi vị thực phẩm từ tạo dòng sản phẩm lạ đặc trưng góp phần đa dạng hóa sản phẩm giúp người tiêu dùng có nhiều lựa chọn Đặc biệt lĩnh vực rau trái có nguồn nguyên liệu phong phú, nhiên để tăng giá trị khai thác tiếm gần nhà sản xuất tạo nhiều sản phẩm đa dạng có giá trị thương mại cao mứt trái cây, jelly, jam, nước cô đặc Xử lý nhiệt trình thiếu quy trình sản xuất đó, từ ta thấy việc tiếp cận tìm hiểu ứng dụng trình xử lý nhiệt vấn đề cần thiết Bài báo cáo xin giới thiệu số trình ứng dụng nhiệt ngành công nghệ rau II CHẦN Nguyên tắc: Chần phương pháp xử lý nhệt tương đối nhẹ nhàng Nguyên liệu nhúng vào dung dịch chần hay nước khoảng thời gian định để đạt số biến đổi mong muốn Dung dịch chần nước nóng, dung dịch đường, muối ăn hay acid nóng có hay bổ sung thêm số hóa chất khác Quá trình xử lý nước gọi hấp Mục đích:  Chần, hấp giúp đình trình sinh hóa nguyên liệu để màu sắc nguyên liệu không bị xấu Các nguyên liệu sau sơ chế dễ bị sẩm màu phản ứng oxy hóa polyphenol thành quinon tác dụng enzyme oxy hóa peroxydase, polyoxydase làm giảm giá trị cảm quan Nhiệt độ chần ức chế hệ enzyme oxy hóa enzyme khác nguyên liệu nhằm hạn chế trình hô hấp, sinh khí ethylen rau trái tươi tránh tổn thất chất dinh dưỡng Hình 1: Bông cải tươi Hình 2: Bông cải sau chần  Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để trình chế biến thuận lợi  Khi chần đậu khô, tinh bột hút nước trương nở tăng thể tích lần, tăng khối lượng 1,5 lần nên trùng nhanh chín, dung dịch rót vào hộp không bị hút vào nguyên liệu, đảm bảo tỉ lệ nước cho sản phẩm ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI  Khi chần, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm cho việc bóc vỏ bỏ hạt nhanh phế liệu Hình 3: Cà chua sau chần  Trong sản purée, cà chua chần trước lúc chà để trình bóc vỏ dễ dàng  Một số loại rau, trái vải, nhãn, súp lơ chần dẻo dai, không bị nhừ, nhũn giòn, gãy thuận tiện cho việc xếp hộp hạn chế tổn thất chất hòa tan trình chế biến  Đuổi bớt khí gian bào nguyên liệu nhằm hạn chế ảnh hưởng bất lợi oxy như: gây phồng hộp, ăn mòn hộp sắt (trong sản xuất rau trái đóng hộp), oxy hóa vitamin hay xúc tác cho phản ứng oxy hóa khác  Loại trừ số mùi vị không tốt nguyên liệu  Trong sản xuất đồ hộp cam, quýt, trình chần làm giảm hàm lượng glucoside gây vị đắng  Chần giảm vị đắng măng, măng tây, cà tím; vị cay ớt; giảm hợp chất lưu huỳnh bắp cải, súp lơ…  Chần làm tăng độ thẩm thấu chất nguyên sinh nên dịch bào dễ thoát ép (sản xuất nước ép trái cây) hay dịch rót dễ ngấm vào rau (sản xuất nước đường, mứt miếng, rau dầm giấm )  Khi chần dung dịch muối ăn hay acid, số chất màu nguyên liệu bị phá hủy làm cho rau trái có màu sáng Hình 4: Sản phẩm sau chần ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI  Tiêu diệt phần vi sinh vật, chủ yếu lượng vi sinh vật bám bề mặt hỗ trợ trình trùng, tránh biến đổi nguyên liệu nguyên nhân vi sinh vật trình chế biến kéo dài  Đối với số loại nguyên liệu, trình chần giữ lại màu sắc nguyên thủy tránh biến màu sấy lạnh đông Biến đổi nguyên liệu: Trong trình chần, nhiệt nguyên nhân làm thay đổi giá trị cảm quan dinh dưỡng rau, trái Tuy nhiên, trình xử lý nhiệt không khắc khe nên biến đổi không nhiều Thông thường thời gian nhiệt độ chần xem xét để đảm bảo ức chế enzyme cho nguyên liệu không bị biến đổi xấu a Giá trị dinh dưỡng: Khoáng, vitamin tan nước số hợp chất tan nước khác dễ mát chần Tổn thất khoảng 40% khoáng vitamin (đặc biệt vitamin C thiamin), phần lớn vitamin mát nước chần, nhiệt độ chần phần nhỏ trình oxy hóa Đường, protein acid amin tổn thất khoảng 35% Quá trình chần làm tăng thể tích mao quản nên dịch bào dễ dàng thoát dẫn đến mát chất dinh dưỡng Vì vậy, để giảm bớt tổn thất chất hòa tan quả, người ta dùng nước đường có nồng độ xấp xỉ nồng độ chất khô để chần Tuy nhiên, nồng độ đường cao dễ bị teo lại chần nước Nhiệt độ chần dẫn đến hồ hóa tinh bột, biến tính protein Mức độ tổn thất giá trị dinh dưỡng phụ thuộc vài yếu tố: - Loại độ chín nguyên liệu - Phương pháp sơ chế nguyên liệu (giai đoạn gọt vỏ, cắt lát…) - Tỉ lệ S/V nguyên liệu - Phương pháp chần - Thời gian nhiệt độ chần (ít tổn thất vitamin chần nhiệt độ cao thời gian ngắn) - Phương pháp làm nguội, làm nguội nhanh giảm biến đổi không mong muốn cho nguyên liệu sau chần ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI - Tỉ lệ nước chần/nguyên liệu (trong giai đoạn chần làm nguội) b Màu, mùi vị Chần làm sáng màu vài loại rau, trái cách đuổi không khí bụi bám bề mặt làm thay đổi bước sóng ánh sáng phản xạ Một số hợp chất màu biến đổi ảnh hưởng nhiệt độ hay hòa tan nước chần Thời gian nhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến thay đổi màu sắc Người ta thường cho thêm Na2CO3 (0,125% w/w) CaO vào nước chần tạo môi trường kiềm để bảo vệ chlorophyll giữ màu cho rau xanh, tăng pH dẫn đến tăng mát acid ascorbic Táo khoai tây cắt gọt chần đung dịch muối loãng (2% w/w) để bảo vệ khỏi tác động enzyne oxy hóa làm hóa nâu bề mặt Các cấu tử mùi nhạy cảm với nhiệt độ, nhiệt độ chần định mức độ tổn thất mùi sản phẩm Thường thời gian chần không dài nên mùi vị rau, trái không bị thay đổi sâu sắc Như đề cập trên, trình chần giúp loại bỏ số mùi vị không mong muốn có rau, trái Một số chất đắng nguyên liệu (măng, măng tây, cà tím, cam, quýt…) có chất glucoside bị thay đổi tác dụng nhiệt làm vị đắng c Cấu trúc Dưới tác dụng nhiệt độ nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm mềm cấu trúc rau, trái Trong sản xuất đồ hộp, mục đích trình chần để dễ dàng xếp hộp Đồng thời rau, trái dễ ngấm dịch rót Tuy nhiên, chần xem bước xử lý sơ cho trình sấy hay lạnh đông biến đổi không mong muốn Do vậy, người ta thêm CaCl2 (1-2%) vào nước chần để tạo thành caxipectate không tan cố vững cho mô tế bào Hình 5: Một số sản phẩm sau chần Thiết bị - Thực hiện: Hai phương pháp chần sử dụng phổ biến công nghiệp chần nước chần dung dịch chần Ngoài ra, chần vi sóng không áp dụng sản xuất công nghiệp Thiết bị chần nước nóng tương đối đơn giản 4.1 Thiết bị chần nước Nhìn chung, chần nước phương pháp thích hợp cho loại rau, trái sơ chế có S/V lớn để tránh tổn thất thành phần hòa tan nước * Có thể phân loại thiết bị theo nguyên tắc sau: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI - Làm việc liên tục hay gián đoạn - Làm việc áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất cao…  Chế độ chần tùy thuộc dạng sản phẩm: - Nhiệt độ >= 100oC - Thời gian: vài phút - Làm lạnh nhanh a Thiết bị chần tunnel Hình 6: Thiết bị chần tunnel Loại thiết bị chần đơn giản gồm băng tải lưới đưa nguyên liệu xuyên qua môi trường nước bão hòa tunnel Thời gian lưu nguyên liệu điều khiển thông qua tốc độ băng tải chiều dài tunnel Loại tunnel điển hình dài 15m; rộng 1- 1,5 m Hiệu sử dụng lượng tăng 19% có thêm vòi phun nước đầu vào đầu nguyên liệu để bổ sung lượng mát Mặt khác, nguyên liệu đưa vào lấy thông qua bể nước hay van quay roto để tránh tổn thất tăng hiệu sử dụng lượng lên 27% b Thiết bị chần dạng trống: Hình 7: Thiết bị chần dạng trống Nguyên liệu nạp vào thiết bị dạng trống, hình trụ nằm ngang Trống hình trụ quay giúp đảo trộn nguyên liệu tăng bề mặt tiếp xúc để trình truyền nhiệt diễn hiệu ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI c Thiết bị chần sản phẩm dạng rời IQB (Individual Quickly Blanching): Hình 8: Mô hình thiết bị chần IQB Cấu tạo thiết bị gồm gầu tải có vỏ bọc tránh mát đưa nguyên liệu vào vùng gia nhiệt sơ Sau nguyên liệu chuyển sang băng tải để chần với nước Trước vào vùng làm nguội, nguyên liệu giữ nhiệt băng tải khác Vùng làm nguội có vòi phun sương để bão hòa ẩm cho không khí lạnh tránh bay ẩm nguyên liệu giảm tượng chảy dịch bào Thiết bị IQB điển hình có suất 4500 Kg nguyên liệu/h Trong thiết bị chần truyền thống, lớp nguyên liệu không gia nhiệt đồng Do nhiệt độ thời gian để đảm bảo ức chế enzyme vi sinh vật lớp nguyên liệu bên dẫn đến nhiệt lớp bên làm biến đổi sâu sắc rau, trái Thiết bị chần IQB khắc phục nhược điểm nói Nguyên liệu gia nhệt nhanh theo lớp mỏng để đạt nhệt độ ức chế enzyme, sau chuyển sang vùng giữ nhiệt để đảm bảo thời gian chần mong muốn Thời gian chần thiết bị nhanh nhờ tăng hiệu sử dụng lượng Khối lượng nguyên liệu tăng từ 0,5 Kg nguyên liệu/1Kg (thiết bị cũ) lên – Kg nguyên liệu/1 Kg (thiết bị IQB) sản phẩm đậu Hà Lan, cà rốt xắt lát Trong thiết bị IQB gia nhiệt sơ không khí nóng (65 oC) giảm tổn thất dinh dưỡng 85% với đậu xanh, 75% với bắp cải bruxen, 61% với đậu Hà Lan, 50% với đậu Lima không giảm suất chần d Thiết bị chần gián đoạn tầng sôi: Dùng hỗn hợp không khí chuyển động với vận tốc 4,5 m/s thổi gia nhiệt đồng thời cho nguyên liệu Thiết bị thiết kế để nguyên liệu trạng thái lơ lửng gia nhiệt đồng đến đạt yêu cầu Thiết bị không phổ biến công nghiêp chúng có số ưu điểm: - Gia nhiệt nhanh đồng - Trộn sản phẩm - Giảm thể tích mao quản tránh thất thoát dịch bào - Rút ngắn thời gian, giảm thiểu mát vitamin thành phần nhạy cảm với nhiệt độ 4.2 Thiết bị chần nước nóng Khi chần dung dịch thường tổn thất chất dinh dưỡng mhiều chần nước Nhưng thực tiển sản xuất, dùng phổ biến thao tác thuận tiện, thiết bị đơn giản truyền nhiệt tốt Mặt khác, số trường hợp cần ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI đảm bảo hút nước nguyên liệu, loại trừ vị không thích hợp chần dung dịch nóng hiệu nước * Thực hiện: - Nhiệt độ: 75 – 100oC - Thời gian: 3- 15 phút - Làm lạnh nhanh a Thiết bị dạng cánh guồng: Hình 9: Thiết bị chần cánh guồng Nguyên liệu đưa vào thiết bị nằm ngang chứa nước chần Cánh guồng quay đẩy nguyên liệu dọc theo chiều dài thiết bị Tốc độ quay chiều dài thiết bị định thời gian chần Nước chần gian nhiệt cách sục trực tiếp hay gia nhiệt gián tiếp thiết bị bên b Thiết bị chần IQB: Hình 10: Thiết bị chần nước nóng IQB Băng tải đưa nguyên liệu qua vùng: gia nhiệt sợ bộ, chần làm nguội Rau, trái giữ băng tải không bị xáo trộn tránh mối nguy va chạm học Ở thiết bị này, có trao đổi nhiệt vùng gia nhiệt sơ vùng làm nguội sơ Cụ thể, nước vùng làm nguội đem gia nhiệt sơ nguyên liệu để tiết kiệm tăng hiệu sử dụng lượng ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI • • • • Ứng dụng: Chần loại rau, trái trước lạnh đông hay sấy để giữ màu sắc cho sản phẩm cà rốt sấy, Xử lý trái trước ép: sản xuất nước ép trái đặc biệt cam, quýt Sản xuất puree cà chua, xoài… Sản xuất rau, trái đóng hộp, ngâm tẩm  Một số ví dụ ứng dụng trình chần:  Sản xuất đồ hộp súp lơ tự nhiên: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Súp lơ Gọt, rửa Cắt nhánh Chần Xếp hộp Rót nước muối Ghép nắp Thanh trùng Sản phẩm Quá trình chần phá hủy chất màu tránh làm cho súp lơ có sắc vàng hay xanh, loại trừ hợp chất sunfua tránh cho sản phẩm có màu nâu (do tạo SnS) hay màu đen (do tạo FeS) phản ứng hợp chất sunfua với thiếc sắt vỏ hộp Sau rửa, súp lơ cắt rời nhánh hoa đem chần – phút nước sôi có pha 2% NaCl 0,05% acid citric Nước muối dùng chần không chứa sắt đồng Để giữ màu trắng ngâm súp lơ dung dịch SO 0,12 – 0,15% 30 phút, sau khử SO2 cách chần lại nước sôi Hàm lượng acid sunfurơ tự sản phẩm không 0,002%  Sản xuất đồ hộp cà rốt tự nhiên: Cà rốt sau rửa sạch, phân loại theo kích thước màu sắc, cắt núm, đem chần nước nóng 90oC 2- phút để dễ bóc vỏ  Sản xuất bơ đậu phụng ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 11: Đậu phụng sau chần 10 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 48: Thiết bị cô đặc kết tinh Dung dịch đầu vào cho vào thiết bị làm lạnh trực tiếp gián tiếp Đây giai đoạn quan trọng, nhìn chung ta phải kiểm soát chặt chẽ Các tinh thể đá tạo phải có độ đồng kích thước khoảng 400-500 μm Thường hạt hình cầu cho khả phân tách tối ưu Thiết bị có hai dạng:  Làm lạnh trực tiếp (direct-contact freezers): phương pháp đơn giản hiệu Tác nhân lạnh Freons, butanes, CO bốc trực tiếp sản phẩm Kỹ thuật ứng dụng nhiều sản xuất nước tinh khiết từ nước có chứa muối (saline water) Trong trường hợp sản phẩm tinh thể đá tạo thành, với hàm lượng muối thấp Trong thực phẩm phương pháp không sử dụng Tác nhân lanh bay trực tiếp sản phẩm gây tổn thất lớn mùi vị sản phẩm  Làm lạnh gián tiếp (indirect-contact freezers): tác nhân lạnh chảy bốc phía bên ống bên trong, sản phẩm nằm khoảng không gian hai ống Phương pháp cho phép giữ mùi, vị sản phẩm nên ứng dụng thực phẩm Hình 49: Indirect-contact freezers 43 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI 44 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI VII LẠNH: Bản chất: Quá trình lạnh đông thực phẩm trình hạ thấp nhiệt độ thực phẩm để nước thực phẩm bị đóng băng Trong công nghệ chế biến rau rau thường bị đóng băng đến nhiệt độ -18oC Phương pháp lạnh đông phổ biến nay, phương pháp lạnh đông IQF: IQF phương pháp lạnh đông trực tiếp riêng biệt miếng phần có kích thước nhỏ thời gian cực nhanh Tác nhân lạnh đông chất bị chuyển pha hấp thụ nhiệt thực phẩm để làm lạnh đông thực phẩm Các tác nhân lạnh đông thường sử dụng N lỏng CO2 lỏng  Nitơ lỏng: • Nitơ lỏng có nhiệt độ hóa lỏng thấp, -1960C • Nitơ lỏng thường áp dụng cho thiết bị có băng tải dạng thẳng, áp dụng cho dạng xoắn ốc • Nitơ lỏng áp dụng cho phương pháp tầng sôi, phun đặc biệt sử dụng phương pháp nhúng • Nitơ lỏng nén lại ống thép không gỉ • Khi thoát khỏi ống, Nitơ hóa thành • Nguồn khai thác Nitơ lỏng thường từ trình thu O2 lỏng công nghiệp sản xuất bình oxy y tế  CO2 lỏng: • CO2 lỏng có nhiệt độ hóa lỏng thấp -780C • CO2 lỏng áp dụng cho thiết bị có băng tải thẳng băng tải dạng xoắn ốc • CO2 lỏng áp dụng cho phương pháp tầng sôi, phun • CO2 lỏng nén lại ống thép không gỉ • Khi thoát khỏi ống, CO2 hóa • Nguồn khai thác CO2 lỏng thường công nghệ sản xuất cồn Bảng : So sánh Nitơ lỏng CO2 lỏng N2 lỏng -196 748 40 86 N/A CO2 lỏng -78 937 300 120 246 Nhiệt độ hóa lỏng ( C) Khối lượng riêng(kg/m3) Được nén bảo quản ở(psi) Nhiệt hóa hơi(BTUs/lb) Nhiệt thăng hoa(BTUs/lb) Chú thích : BTUs = 1055J; lb = 0,45kg  Ưu điểm phương pháp lạnh đông IQF:  Quá trình lạnh đông IQF giảm thời gian lạnh đông sản phẩm xuống phút tới 10 phút.(Chỉ 1/60 so với phương pháp lạnh đông thông thường)  Quá trình làm tăng suất lên khoảng 30 – 40 lần  Quá trình lạnh đông IQF làm giảm hao hụt sản phẩm – lần so với bảo quản lạnh đông thông thường Vì sản phẩm làm lạnh nhanh tạo tinh thể đá nhỏ nên va chạm tinh thể đá yếu làm rách màng tế bào trình rã đông bị chảy nước làm tổn thất 45 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI  Sản phẩm sau lạnh đông IQF đảm bảo nguyên vẹn phẩm chất tươi sống nguyên liệu ban đầu Vì sản phẩm lạnh đông tạo tinh thể đá nhỏ nên không làm rách màng tế bào, phá vỡ cấu trúc mô tế bào  Quá trình lạnh đông IQF tạo nên đa dạng sản phẩm thực phẩm Hình 50: Cấu trúc mô tế bào thực vật a Khi lạnh đông thông thường b Khi lạnh đông nhanh Mục đích:  Chế biến: Quá trình lạnh đông có mục đích chế biến làm thay đổi số tiêu cảm quan thực phẩm, số sản phẩm lạnh đông sau rã đông ăn (ready to eat)  Bảo quản: Quá trình lạnh đông có mục đích bảo quản ức chế hoạt đông enzyme vi sinh vật Các biến đổi nguyên liệu:  Vật lý: Trong trình có tăng thể tích nước đóng băng thay đổi tỉ trọng sản phẩm Ngoài có thay đổi cấu trúc sản phẩm: số sản phẩm có cấu trúc mềm (như loại rau nguyên trái) dạng lỏng (purée hay nước ép) chuyển thành dạng rắn cứng  Hóa lý: Trong trình có chuyển pha nước từ pha lỏng thành pha rắn Ngoài ra, lipid bị đóng rắn trình  Hóa sinh: 46 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Một số enzyme lipase hoạt động làm oxy hóa phần lipid  Vi sinh: Nhiệt độ thấp làm ức chế hoạt động vi sinh vật Các yếu tố ảnh hưởng:  Nguyên liệu: Việc thực lạnh đông IQF đòi hỏi nguyên liệu phải xử lý thành miếng rời có kích thước nhỏ để đảm bảo việc đóng băng sản phẩm từ gian bào bên tế bào để hạn chế việc thoát nước từ tế bào gian bào Bảng : Một số tiêu chuẩn kích thước sản phẩm lạnh đông IQF rau FAO Rau Hàm Khả giữ ẩm Enthalpy ẩm(%) % (BTU/lb) KHOAI TÂY 78 Nguyên quả, 25mm 70 158 Miếng dạng khối, 10mm 80 175 ĐẬU CÔVE 89 180 Từng miếng, 13-30mm 100 Từng lát, 4mm 80 Nguyên 90 BẮP Từng hạt 74 90 150 MĂNG 93 188 25mm 70 DƯA CHUỘT 96 195 Từng lát 3mm 80 CÀ CHUA 95 192 30mm 70 NẤM (Chưa làm trắng) 92 185 Từng lát, 4mm 60 Nguyên miếng, 25mm 90 CẢI BÔNG XANH 90 181 Từng miếng nhỏ, 30mm 80 Một cành, 100mm 80 CÀ RỐT 88 178 Từng lát, 6mm, 80 Từng miếng, 10mm 80 Cà rốt Baby, nguyên 90 50x20mm 47 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Bảng :Một số tiêu chuẩn kích thước sản phẩm lạnh đông IQF sản phẩm trái FAO Trái Hàm Khả giữ Enthapy(BTUs ẩm(%) nước(%) /lb) TÁO 84 170 Từng miếng, 13mm 80 MƠ 89 40mm 60 NHO 82 166 20mm 80 VẢI 83 gr 75 15 gr 65 XOÀI 82 Từng miếng 10 mm 70 Từng lát 5mm 65 MẬN Nguyên quả, 35mm Nửa quả, 20mm DỨA Từng miếng, 10 x 20mm 86 ĐU ĐỦ Từng miếng10mm ĐÀO Từng miếng 15mm 91 174 80 60 85 172 70 75 87 65  Thiết bị: Vật liệu để làm băng tải trình lạnh đông IQF phải có tính trơ mặt hóa học tính dính với sản phẩm sau lạnh đông Thông thường người ta sử dụng loại vật liệu để làm băng tải tính trơ Vật liệu thứ plastic với chất thường dùng polyurethane polystyrene, vật liệu thứ hai thép không gỉ Thiết bị dạng xoắn ốc có thời gian lưu sản phẩm lâu với thiết bị dạng hầm  Phương pháp thực hiện: • Phương pháp nhúng có thời gian làm lạnh nhanh nhất, có độ đồng sản phẩm tốt • Phương pháp phun làm tổn hao cấu trúc nguyên liệu hơn, thời gian làm lạnh chậm hơn, sản phẩm không đồng Phương pháp thực hiện: Phương pháp lạnh đông IQF thực theo cách sau: • Phương pháp nhúng trực tiếp(immersion): miếng nguyên liệu đặt băng tải liền khay nhúng vào dung dịch tác nhân lạnh 48 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI • • • • • • Phương pháp phun chất lỏng(Spraying): miếng nguyên liệu đặt băng tải di chuyển qua hầm(tunnel) di chuyển xoắn ốc(spiral) tác nhân lạnh phun lên nguyên liệu Tạo tầng sôi(Fluidisation): nguyên liệu di chuyển băng tải liền khay.Trong vùng làm lạnh, tác nhân lạnh thổi từ lên tạo lớp tầng sôi Băng tải có khe nhỏ để tác nhân lạnh thổi qua 5.1 Thiết bị lạnh đông IQF dạng hầm (tunnel): a Thiết bị lạnh đông IQF dạng hầm(tunnel) với băng tải khay:  Nguyên lý hoạt động: Thiết bị chia làm chặng băng tải di chuyển ngược chiều Chặng 1: Mạ băng sản phẩm để làm giảm thất thoát nước phân riêng miếng.Tác nhân làm lạnh lạnh từ chặng hồi lưu Chặng 2: Từng sản phẩm từ chặng chuyển tiếp băng tải qua chặng rớt vào khay Từng khay đưa vào buồng làm lạnh theo phương pháp tầng sôi Hơi lạnh thổi từ lên tạo trạng thái tầng sôi Hơi lạnh bốc lên hồi lưu qua chặng Áp dụng cho tác nhân lạnh: nitơ lỏng CO2 lỏng Hình 51: Nguyên lý hoạt động thiết bị IQF dạng hầm với băng tải khay Hình 52: Dàn lạnh thiết bị IQF dạng hầm với băng tải khay 49 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 53: Bộ phận băng tải thiết bị IQF dạng hầm với băng tải khay  Năng suất thiết bị: Nằm khoảng 500 – 3500kg/h tùy thuộc vào dạng nguyên liệu tác nhân làm lạnh  Thông số kỹ thuật: • Yêu cầu kích thước nguyên liệu:  Đối với dạng viên hạt: đường kính d = - 50mm  Đối với dạng miếng: chiều dài l = – 20mm, chiều rộng b = – 7mm • Thời gian lưu sản phẩm thiết bị t = – 10 phút • Thiết bị làm lạnh với nhiệt độ làm lạnh t 0C = 1960C với Nitơ lỏng t0C =780C với CO2 lỏng • Chiều dài băng tải lbăng tải = 6m Kích thước lỗ tầng sôi với đường kính d = -4 mm b Thiết bị lạnh đông IQF dạng hầm(tunnel)với băng tải liền  Nguyên lý hoạt động • Thiết bị chia làm chặng(vùng) với băng tải chiều • Chặng 1: Đây giai đoạn mạ băng sản phẩm • Chặng 2: Sản phẩm rớt từ băng tải sang băng tải Tại sản phẩm làm lạnh kiểu tầng sôi • Áp dụng cho Nitơ lỏng CO2 lỏng Hình 54: Nguyên lý hoạt động thiết bị IQF(tunnel) băng tải liền 50 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 55: Bộ phận băng tải thiết bị IQF tunnel băng tải liền  Năng suất thiết bị: Thiết bị có suất nhỏ: 500 – 1500 kg/h tùy thuộc vào nguyên liệu tác nhân làm lạnh  Thông số kỹ thuật: • Yêu cầu kích thước nguyên liệu:  Đối với dạng viên hạt: đường kính d = - 50mm  Đối với dạng miếng:chiều dài l = – 20mm, chiều rộng b = – 7mm • Thời gian lưu sản phẩm thiết bị t = – 10 phút • Thiết bị làm lạnh với nhiệt độ làm lạnh t0C = -1960C với Nitơ lỏng t0C = -780C với CO2 lỏng • Chiều dài băng tải lbăngtải = 2m, chiều dài băng tải lbăng tải = 4m Kích thước lỗ tầng sôi d = -4 mm c Thiết bị lạnh đông IQF tunnel dạng nhúng  Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu băng tải dạng liền khay di chuyển qua bể chứa dung dịch tác nhân lạnh Nitơ lỏng Thiết bị áp dụng nhiều loại sản phẩm đặc biệt sản phẩm dạng purée Thiết bị IQF áp dụng với Nitơ lỏng.Vì áp dụng với CO lỏng CO2 lỏng khỏi ống nén dạng bọt không nhúng Hình 56 : Thiết bị lạnh đông IQF tunnel dạng nhúng 51 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 57: Thiết bị lạnh đông IQF dạng nhúng kết hợp với phun  Năng suất thiết bị Thiết bị có suất nhỏ: 500 – 1000 kg/h  Thông số kỹ thuật • Yêu cầu kích thước nguyên liệu:  Đối với dạng viên hạt:đường kính d = - 50mm  Đối với dạng miếng:chiều dài l = – 20mm, chiều rộng b = – 7mm • Thời gian lưu sản phẩm thiết bị t= – 10 phút • Thiết bị có nhiệt độ làm lạnh t0C= -1960C với Nitơ lỏng • Chiều dài băng tải lbăng tải = 4m 5.2 Thiết bị lạnh đông IQF dạng xoắn ốc(Spiral)  Nguyên lý hoạt động: • Thiết bị có băng tải di chuyển theo đường xoắn ốc tạo nhiều tầng • Tại tầng có đầu phun tác nhân lạnh • Mục đích thiết bị tiết kiệm diện tích đặt thiết bị • Nguyên liệu vào đầu phía • Nguyên liệu sản phẩm vào chiều ngược chiều • Thường áp dụng cho nguyên liệu dạng miếng • Áp dụng cho Nitơ lỏng CO lỏng thường sử dụng CO lỏng thiết bị có băng tải dài nên thời gian lưu sản phẩm lâu phù hợp với CO lỏng để tiết kiệm chi phí so với Nitơ lỏng 52 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 58: Thiết bị IQF dạng xoắn ốc Hình 59: Các dạng đặt lắp đặt đường băng tải thiết bị IQF xoắn ốc: 1.Đầu vào Đầu Hình 60 : Thiết bị lạnh đông dạng xoắn ốc bên  Năng suất thiết bị: Thiết bị có suất: 500 – 2000kg/h  Thông số kỹ thuật: • Áp dụng dạng miếng:chiều dài l = – 20mm, chiều rộng b = – 7mm • Thời gian lưu sản phẩm thiết bị t = – 10 phút 53 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI • Thiết bị có nhiệt độ làm lạnh t0C= -780C với tác nhân CO2 lỏng Sản phẩm: Sản phẩm rau lạnh đông phân thành loại sau: • Các sản phẩm lạnh đông IQF dạng nguyên trái • Sản phẩm lạnh đông IQF dạng miếng • Sản phẩm lạnh đông IQF dạng purée.(dạng viên) Điều kiện hoàn tất trình rã đông sản phẩm lạnh đông: • Đối với dạng lạnh đông nguyên trái, trình rã đông kết thúc nhiệt độ lên đến 20oC • Đối với dạng lạnh đông miếng, trình rã đông kết thúc tách rời miếng dễ dàng • Đối với dạng lạnh đông purée, trình rã đông kết thúc khối đông chuyển sang dạng lỏng Sau số sản phẩm rau lạnh đông: Hình 61: Rau lạnh đông IQF dạng nguyên trái Hình 62: Rau lạnh đông IQF dạng miếng Hình 63 : Rau lạnh đông IQF dạng purée 54 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI VIII SẤY THĂNG HOA: Bản chất: Quá trình sấy thăng hoa trình giảm ẩm vật liệu sấy, có thăng hoa nước từ trạng thái rắn sang trạng thái khí Quá trình sấy thăng hoa chia thành giai đọan:  Giai đoạn đầu, nước thực phẩm bị đóng băng cách nhanh chóng nhầm tạo tinh thể đá nhỏ để không làm tổn thương đến cấu trúc tế bào  Giai đoạn sau giai đọan tách nước khỏi thực phẩm, bắt đầu cho trình sấy khô thực phẩm Nước thực phẩm lại tách theo hai giai đoạn:  Giai đọan đầu thăng hoa nước đá làm độ ẩm thực phẩm giảm xuống 15%  Giai đọan sau bay lượng nước chưa đóng băng làm độ ẩm thực phẩm lúc giảm 2% Giản đồ pha nước thăng hoa: Hình 64 : Giản đồ pha nước theo áp suất nhiệt độ Dựa vào giản đồ pha, ta thấy nước dạng rắn áp suất thấp (4.58 torr hay 610.5 Pa) ta nâng nhiệt độ thực phẩm có chuyển pha nước từ dạng rắn sang dạng khí, thăng hoa Mục đích:  Bảo quản: Quá trình sấy thăng hoa làm độ ẩm sản phẩm giảm cách đáng kể (còn khỏang 2% ẩm), tất enzyme vi sinh vật sản phẩm bị ức chế Sản phẩm sấy thăng hoa bảo quản nhiều năm  Chế biến: Các sản phẩm sấy thăng hoa thường có thay đổi cấu trúc vật lý, làm tăng độ dòn, xốp Sản phẩm sấy thăng hoa sử dụng để ăn rau chế biến tươi Các biến đổi nguyên liệu:  Vật lý: Quá trình sấy thăng hoa làm cho cấu trúc sản phẩm trở nên dòn, xốp, làm thay đổi tỉ trọng làm giảm khối lượng thực phẩm so với ban đầu  Hóa lý: 55 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Trong trình có thăng hoa nước từ dạng rắng sang dạng khí bay nước từ dạng lỏng sang dạng khí  Hóa sinh vi sinh: Trong trình này, hầu hết enzyme vi sinh vật bị vô hoạt Các yếu tố ảnh hưởng:  Nhiệt độ áp suất: Trong trình gia nhiệt cho thực phẩm sau đóng băng, nhiệt độ bề mặt thực phẩm phải nhỏ 60oC (thường từ 50-60oC) Nếu nhiệt độ cao làm biến tính protein làm tổn thất vitamin Trong thực tế, để tiết kiệm chi phí cho trình áp suất thường sử dụng 13 Pa nhiệt độ phận nén tạo thấp -35oC  Thời gian sấy: Quá trình sấy thăng hoa diễn 6-8h chí vài ngày Nếu rút ngắn thời gian hay tăng tốc độ trình sấy thăng hoa gây biến đổi tiêu cực đến cấu trúc sản phẩm Bên cạnh đó, công suất thiết bị hút chân đủ lớn để hút lượng nước sinh (1g nước đá áp suất 67 Pa tạo 2m3 nước) Phương pháp thực hiện: Hình 65: thiết bị sấy thăng hoa  Nguyên tắc hoạt động: • Sau rau chưa lạnh đông đặt vào kệ đóng cửa khoan chứa, thiết bị bắt đầu hoạt động • Bộ phận nén khí bắt đầu hoạt động tạo nhiệt độ thấp khoan chức nhầm lạnh đông rau • Sau rau làm lạnh đông, bơm chân không hoạt đông để tạo áp suất thấp khoan chứa • Sau kệ truyền nhiệt gia nhiệt cho rau nhầm làm cho nước đá thăng hoa • Lượng nước trình sinh phần ngưng tụ ống làm lạnh, phần bơm chân không hút Sản phẩm: Sản phẩm rau lạnh đông có nhiều ưu điểm:  Cảm quan: 56 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Các sản phẩm rau sấy thăng hoa gần giữ nguyên vẹn hương vị nguyên liệu ban đầu Các sản phẩm có cấu trúc xốp, dòn, nhẹ Do đó, thuận lợi việc vận chuyển Ngoài khôi phục cấu trúc ban đầu nguyên liệu cách cho sản phẩm hấp thụ lượng nước định  Bảo quản: Các sản phẩm rau sấy thăng hoa bảo quản nhiều năm bảo quản nhiệt độ phòng bao bì sản phẩm dạng tách nước lẫn oxy, enzyme vi sinh vật hoạt động Sau số sản phẩm rau sấy thăng hoa: Kiwi Táo Thơm Chuối Đào Bắp cải Hình 66: Một số sản phẩm rau sấy thăng hoa 57 ... đậu phụng ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 11: Đậu phụng sau chần 10 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI III CHIÊN: Bản chất: Chiên trình xử lý nhiệt chất... nhiệt độ 28 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI Hình 31: Cà chua lát phơi theo cách truyền thống thiết bị solar-drier 29 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU TRÁI V THANH... vào rau, trái giúp rút ngắn thời gian chế biến  Chế biến Trong số trường hợp, trình xử lý nhiệt độ cao có mục đích chế biến, làm chín sản phẩm 30 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT TRONG CHẾ BIẾN RAU