Các quá trình cơ bản trong công nghiệp

Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNGNGHIỆP THỰC PHẨM Khái niệm CNTP -Vật liệu trình biến đổi vậtliệu -Phương pháp ( quy trình) sản xuất -Công cụ sản xuất -Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất Biến đổi vật liệu • Vật lý • Hóa lý • Hóa học • Hóa sinh • Sinh học • Cảm quan Các phương pháp trình CNTP * PP gia công:Vật liệu biến đổi chưa đạt trạng thái cuối PP chế biến:Vật liệu biến đổi đạt trạng thái cuối 2.1 Phân loại PP: * − − − − − − Theo trình tự thời gian(Thu họach, bảo quản, chế biến,bảo quản thành phẩm, xử lý trước sử dụng) Theo trình độ sử dụng công cụ(Thủ công, giới, tựđộng hóa) Theo nguồn lượng sử dụng(Tác nhân vật lý, nộinăng Theo tính chất liên tục(Gián đọan, bán liên tục, liên tục) Theo trạng thái ẩm vật liệu(Khô, ướt) Theo mục đích( Chuẩn bị, khai thác, chế biến, bảo quản, hoàn thiện) Mục đích trình • Chuẩn bị: Nhằm chuẩn bị cho trình thuận lợi hơn, không thay đổi hóa học, biến đổi mặt vật lý • Khai thác: Tăng giá trị vật liệu, tăng chất dinh dưỡng, không thay đổi hóa học biến đổi vật lý • Chế biến: Thay đổi thành phần hóa học vật liệu, tạo thành tính chất sản phẩm • Bảo quản: Nhằm kéo dài thời gian lưu trữ sản phẩm, tránh hao hụt vật liệu • Hòan thiện: Nhằm tăng giá trị sản phẩm chủ yếu thay đổi mặt cảm quan • Lưu ý: Có thể trình đồng thời thực nhiều mục đích 2.2 Phân loại trình công nghệ: − Quá trình học( Phân chia phân loại, nghiền, nén ép, Trộn, lắng, l ọc, ly tâm.) − − Quá trình nhiệt( Đun nóng, làm nguội, lạnh, chiên, Nướng, rang) Quá trình hoá lý( Trích ly, c/ cất, cô đặc, keo tụ, k/tinh, sấy) − − Quá trình hoá học(Thủy phân, thay đổi màu) Quá trình sinh học, hoá sinh( Chín sau thu hoạch, lên men) − Quá trình hoàn thiện(Taọ hình, bao gói) CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH CƠ HỌC Quá trình ép I 1.Mục đích yêu cầu − − − Phân chia lỏng rắn vật liệu Định hình biến dạng vật liệu Mục đích: khai thác ( ép nước mía sản xuất đường) Chuẩn bị ( Dịch sản xuất tinh bột khoai mì ) Hoàn thiện ( tạo hình sản phẩm) Sự biến đổi − − • − − − − − − Thay đổi chủ yếu mặt vật lý Không thay đổi nhiều mặt hóa học hó sinh, sinh hóa (có thể tổn th ất vitamin) Các yếu tố ảnh hưởng Tính chất vật liệu Áp lực ép Vận tốc ép Thiết bị Thao tác Cung cấp lượng Ví dụ minh họa Ép để tách chiết phần dầu có nguyên liệu Thiết bị ép: Để tiến hành ép dầu, người ta dùng máy ép vít máy ép thủ công (máy ép th ủ công không giới thiệu) Máy ép vít gồm ba loại: loại áp lực th ấp, áp lực trung bình áp l ực cao, máy ép vít làm việc liên tục, bên tầng n ồi chưng s ấy, th ế sau ch ưng s xong, tiến hành ép I Quá trình phân chia Mục đích yêu cầu Tách cấu tử hỗn hợp thông qua khác nhiều tính ch ất đặc trưng Vật liệu trình biến đổi Không có biến đổi chất biến đổi thành phần cấu tử ( vật lý) dấu hiệu phân chia dấu hiệu phân chia Theo độ lớn Theo hình dạng Khối lượng riêng tính chất khí động học Phân loại theo tính chất từ Ví dụ minh họa Sản xuất cà phê bột Nguyên liệu Phân loại Xử lý Rang Xay Bao Bảo gói quản Quá trình phân loại:Cà phê nhân xô trình xay bóc v ỏ, phơi, s khô se b ị v ỡ, h ạt đen cần phải nhặt bỏ hạt đen vỡ, phân loại theo kích th ước để trình rang dê dàng Thông thường dùng hệ thống sàng lưới để phân loại Thiết bị: Hệ thống sàn lưới II Quá trình lắng Phương pháp thực Lắng trọng lực: Bể lắng, thùng lắng, Dorr Lắng lục ly tâm: Cyclon Mục đích yêu cầu Phân riêng hỗn hợp không đồng trọng lực lực ly tâm Mục đích: Khai thác tách tinh bột khỏi dịch bào Chuẩn bị: Trước lọc, loại bớt tạp chất Vật liệu trình biến đổi Khí – rắn Lỏng – rắn Lỏng – lơ lửng Lỏng – khí Chỉ biến đổi vật lý ( tách pha) Không biến đổi hóa học, hóa sinh, sinh hóa Chất lượng tăng lên loại tạp chất ( cảm quan) Ví dụ minh họa Làm sạch: Dầu thoát sau ép, qua lớp lưới lọc v ẫn nhiều t ạp chất, chủ yếu mảnh nguyên liệu Do đó, để bảo quản dầu lâu cần ph ải tiến hành lắng lọc Đầu tiên cho dầu chảy vào bể chứa l ắng sơ tạp ch ất lớn, sau bơm lên máy lọc khung để tách cặn huyền phù Thiết bị lắng:Lắng trọng lực III Quá trình lọc Mục dích yêu cầu Phân riêng hỗn hợp không đồng qua lớp lọc Mục đích: Khai thác: Sản xuất bột Chuẩn bị: Lọc dịch đường trước chế biến Vật liệu trình biến đổi; Không tan lẫn có khả tách khỏi Vật liệu bao gồm: Khí , bụi , lỏng , rắn Biến đổi : Vật lý Trong Màu sắc Có khả lọc VSV ( sinh học) Ví dụ minh họa Làm sạch: Dầu thoát sau ép, qua lớp lưới lọc v ẫn nhiều t ạp chất, chủ yếu mảnh nguyên liệu Do đó, để bảo quản dầu lâu cần ph ải tiến hành lắng lọc Đầu tiên cho dầu chảy vào bể chứa l ắng sơ tạp ch ất lớn, sau bơm lên máy lọc khung để tách cặn huyền phù Thiết bị lọc: Máy lọc khung IV Quá trình ly tâm Mục đích yêu cầu V Tách phần tử có khối lượng riêng khác Mục đích: Chuẩn bị: tách tạp chất, trước lọc làm giảm áp lực học Khai thác: Thu nhận sản phẩm, thu hồi sản phẩm Vật liệu trình biến đổi Hỗn hợp không đồng khí- lỏng- rắn Rắn-lỏng Lỏng-lỏng Trạng thái chất lượng sản phẩm tăng Phương pháp thực Ly tâm lắng Ly tâm học Ví dụ minh họa Như lọc ly tâm lắng ly tâm quy trình sản xuất dầu Quá trình phối trộn , đảo trộn Mục đích yêu cầu Phối trộn: Pha trộn hay nhiều cấu tử Đảo trộn: Cơ học nhằm phân bố cấu tử Mục đích: Tạo sản phẩm Tăng chất lượng sản phẩm Hổ trợ trình hòa siro vào hoa quả, pha loại rượu có nồng độ khác nhau, với nguyên liệu rắn với lỏng nước với bột mì Vật liệu trình biến đổi Vật liệu khác tính chất ( vật lý, óa học, ) Biến đổi mặt vật lý ( độ đồng nhất, trọng lực.) Ví dụ minh họa Quy trình sản xuất cà phê Nguyên liệu Phân loại Xử lý Rang Xay Bao Bảo gói quản Đảo trộn trình rang Phối trộn: trộn loại phụ gia thực phẩm tạo thêm hương vị cho sản phẩm Chương 3: Các trình nhiệt Quá trình đun nóng làm nguội I Mục đích, yêu cầu  Là QT tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ cuối cho trước  t= t cuối- t đầu> đun nóng  t= t cuối- t đầu< làm nguội  Mục đích: − − − − − chuẩn bị Khai thác Chế biến Bảo quản Hòan thiện Mục đích − Chuẩn bị : trình chần tạo điều kiện cho trình bóc vỏ, làm mềm cấu trúc nguyên liệu thực phẩm - Khai thác: làm bay nước trình cô đặc, chưng cất − Khai thác: làm bay nước trình cô đặc, chưng cất − Chế biến : đun nóng làm biến đổi cấu trúc, tính chất hóa học thực phẩm, làm chín thực phẩm, tạo giá trị − cảm quan thực phẩm tốt Bảo quản: đun nóng làm hoạt tính enzyme, giết chết vi sinh vật với nhiệt độ 700C, ngăn ngừa biến − đổi sinh học thực phẩm Hòan thiện: tạo màu thực phẩm phản ứng caramen hóa, Vật liệu trình biến đổi • Biến đổi vật lý( nhiệt, trạng thái, thể tích) Biến đổi nhiệt độ : đạt nhiệt độ cân trình truy ền nhi ệt vào tâm ph ụ thuộc nhiều vào chiều dày thực phẩm hệ số truyền nhiệt thực phẩm − Biến đổi thể tích : với nguyên liệu có cấu trúc xốp,; ví d ụ lo ại rau, qu ả chần luộc Với nguyên liệu có trạng thái rắn đặc ngược lại, th ể tích c chúng tăng lên đun nóng sản phẩm thịt − Biến đổi khối lượng: giảm trình bay nước − o Hóa lý hóa học, hóa lý: tăng nhiệt độ làm: − tăng độ hòa tan giảm độ nhớt chất lỏng, − − tạo nên chuyển pha thực phẩm: lỏng sang hơi, rắn thăng hoa làm tăng tốc độ phản ứng thủy phân, tạo nên chất màu, mùi m ới xuất − Tăng nhiệt độ thực phẩm kéo theo phản ứng hoá học : phản ứng t ạo màu caramen hoá phản ứng nước đường, phản ứng melanoidin đường khử vàcác axit amin, phản ứng tạo màu quinonamin phản ứng gi ữa octoquinon axit amin − Các phản ứng tạo màu diễn nhanh chóng tăng nhiệt độ, trình gia nhiệt tận dụng để tạo giá trị cảm quan cho thực phẩm Tốc độ tăng nhiệt ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxyhoa, phản ứng tạo màu chất Ví dụ đung nóng khoai tây, đun nóng chậm khoai tây, táo, lê đen enzyme poliphenoloxydaza hoạt động lâu, phản ứng nhiều Do tác động tương hỗ chlorophyl với acid chứa dung dịch tế bào rau Thời gian đun nóng lâu chlorophyl chuyển thành pheophytin vàng nhiều Các loại rau có hàm lượng acid cao thìcàng dễ bị biến đổi mạnh nhanh đun nấu • Sinh hóa vi sinh Cấu trúc tế bào:bị phá vỡ, tế bào bị nén chặt lai • Cảm quan: Màu sắc thực phẩm thay đổi: trình chần làm ổn định màu sắc, làm hoạt tính enzyme Mùi vị : làm mùi tự nhiên, tạo nên chất thơm làm tăng giá trị cảm quan làm mùi cá, tạo nên mùi thơm thịt, làm mùi ngái đậu nành 3.Ví dụ h họa − − − − − − Thành phẩm Nguyên liệu Lựa chọn, phân loại Chế biến sơ Cho sản phẩm vào rửa nhiệt bao bì Bài khí - ghép kín Thanh trùng làm nguội Bảo ôn - dán nhãn Thanh trùng nhiệt độ cao làm nguội đột ngột se làm cho vsv hiếu khí , k ị khí lạo nấm gây độc se chết biến đổi nhiệt độ đột ngột Quá trình làm lạnh lạnh đông II Mục đích, yêu cầu Hạ nhiệt độ từ giới hạn nóng lạnh(20-24oC) xuống nhiệt độ thấp Làm lạnh đông (freezing) trình đưa nhiệt độ ban đầu đvts xuống điểm đóng băng, tới -80C ÷ - 100C xuống thấp hơn: -180C, - 300C hay -400C −Điểm đóng băng ĐVTS: 0oC −Điểm lạnh (super cold temperature): tượng nước chưa kết tinh thành đá 0oC, phụ thuộc vào nồng độ chất tan, cầu tạo màng TB tốc độ hạ nhiệt − Lạnh thường: tđb100oC, bốc mạnh ( Ẩm chuyển từ ra) Giai đọan 3:Giảm tốc độ ẩm • Hệ keo biến đổi • Trạnh thái biến đổi Ví dụ minh họa Quy trình sản xuất bánh mì − − − • Quá trình chiên ( rán ) Quá trình rán IV − Rán cho nguyên liệu vào dầu nhiệt độ cao (120-180 0C) Dầu dùng để rán nguyên liệu dầu lạc, dầu bông, dầu hướng dương, dầu đậu nành, d ầu c ọ, dầu olive, mỡ động vật Dầu mỡ vừa chất tải nhi ệt vừa thành ph ần s ản ph ẩm cuối Mục đích, yêu cầu − Gia nhiệt mà dầu mỡ vừa chất tải nhiệt vừa thành phần sản phẩm cuối • Mục đích: − Chế biến:Tăng giá trị dinh dưỡng sản phẩm,khi rán nước nguyên liệu thoát ra(với rau 30-50%), làm tăng hàm lượng chất khô; dầu thấm vào thực phẩm làm tăng hàm lượng chất béo từ 10-13% Do vậy, thực phẩm có độ sinh nhiệt cao; tăng giá trị cảm quan − Bảo quản: tiêu diệt hệ thống men sinh vật Vật liệu trình biến đổi − Tồn thể rắn, bột, dẻo  Biến đổi − Mùi vị: không ôi, khét, có mùi đặc trưng - Màu sắc: trong, sáng, không l ắng cặn - L ượng − − − −  − − − − − − ẩm chất bay hơi: không 0.3% Chỉ số acid dầu: nhỏ 0.2% Biến đổi vật lý : nhiệt độ, cấu trúc thực phẩm chiên : tinh bột, prôtêin bi ến tính tạo khoang xốp Biến đổi hóa học : tạo phản ứng caramen hóa, melanoidin,… Biến đổi cảm quan : tạo màu sẫm, tăng giá trị cảm quan thực phẩm, tạo mùi đặc trưng sản phẩm Biến đổi dầu: Biến đổi vật lý: độ nhớt dầu tăng chất nguyên liệu dịch chuyển vào dầu Biến đổi hóa học: dầu bị thủy phân oxi hóa tiếp xúc với nước oxi nên dầu bị thủy phân oxi hóa tạo thành axit béo, glyxerin, peroxit, andehit, xeton có mùi ôi khét; acrolein chất lỏng, độc, rán bay có khói màu xanh KHÔNG NÊN THÊM DẦU MỚI VÀO QUÁ TRÌNH RÁN MÀ THAY TOÀN BỘ DẦU MỚI • Biến đổi hóa học Protid nguyên liệu bị biến tính Sự biến đổi protid bắt đầu nhiệt độ 30 - 350C, tốc độ tăng dần theo nhiệt độ, nhiệt độ 60 - 650C protid bị biến tính Các protid tính tan, phân tử protid chứa S bị cắt đứt, giải phóng H2S • Glucid bị biến đổi, đường tinh bột lớp bề mặt bị caramel hóa Protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, làm SP rán trở nên mềm Phản ứng tạo màu melanodin acid amin đường đơn Chlorophyl chuyển thành pheophytin, caroten bị phân hủy, lại tan nhiều dầu nóng làm cho dầu có màu da cam Các chất hữu hòa tan vitamin hòa tan chất béo chuyển vào dầu Vitamin B1, B2 tổn thất Vitamin C bị phá hủy - 18% Các ester chất thơm bay bị tổn thất rán Nước thoát làm tăng nồng độ chất khô Quá trình chiên • Các giai đọan chiên − Giai đọan tvật liêu< tdầu (Dầu thấm vào, chưa biến đổi hình dáng) Giai đọan Thay đổi cấu trúc, thể tích tăng, dầu thấm mạnh, thể tích tế bàogi ảm thể tích khỏang trống tế bào tăng vào cuối giai đọan − Giai đoạn Bay nước ạt, sp teo lại, tổ chức tế bào bị phá hủy, dầu th ấm nhi ều Ví dụ minh họa Quy trình sản xuất mì ăn liền đơn giản − Nguyện Phối liệu trộn Cán bột Cán sợi Hấp Bổ sung Chiên gói gia vị V Quá trình rang Mục đích, yêu cầu − Là QT nhiệt với nhiệt truyền vào SP dẫn nhiệt xạ nhiệt Nguyên liệu − −  − − − − − − − − − đảo trộn liên tục Sao với vật liệu dạng sợi, Rang với vật liệu dạng hạt Mục đích: Chuẩn bị( Sao chè) Chế biến(Làm chín hạt đậu phộng) Bảo quản(Do tác động nhiệt độ) Cảm quan( tạo hương) Vật liệu trình biến đổi Nguyên liệu dạng rắn, rời( Nhiệt phải tòan trình) Nguyên liệu Bán thành phẩm Biến dạng Sảnphẩm • Biến đổi − Vật lý: giảm trọng lượng, giảm thể tích − Hóa học − Vi sinh − Cảm quan Ví dụ minh họa Quy trình sản xuất cà phê Nguyên liệu Phân loại Xử lý Rang Xay Bao Bảo gói quản Câu hỏi: Các nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm? Thực phẩm để thời gian thường bị biến đổi phẩm chất, giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan, nhiều trường hợp không ăn Những biến đ ổi nh ững nguyên nhân sau: • Do vi sinh vật : có sẳn thực phẩm nhiêm từ bên vào • Do enzym: có sẳn tổ chức, tế bào nguyên liệu thực phẩm • Do phản ứng chất bên thực phẩm với nhau, ch ất bên th ực phẩm với bao bì • Do độc tố, chất sinh th ực ph ẩm, ng ười ăn ph ải d ẫn đ ến ng ộ độc • Do kí sinh trùng côn trùng: vi sinh vật sống ký sinh th ể s ống Các phương pháp bảo quản thực phẩm Bảo quản nhiệt độ thấp Bảo quản nhiệt độ cao Bảo quản phương pháp làm khô Áp dụng sức thẩm thấu để bảo quản Nâng cao nồng độ ph để bảo quản Bảo quản hóa chất Ứng dụng phóng xạ để bảo quản thực phẩm Sử dụng siêu âm bảo quản Các phương pháp khác như: Hun khói, Đào dất sâu để bảo quản thực phẩm Các độc hại xảy nướng chiên sản phẩm thực phẩm -Với chất đạm (protit): Khi đun nóng nhiệt độ 70oC protit đông vón l ại b ị thoái hóa.Khi nướng nhiệt độ cao, lâu giá trị dinh dưỡng protit giảm tạo thành liên kết khó tiêu -Với chất béo (lipit): Khi đun lâu ởnhiệt độ cao axit béo không no se bị ôxy hóalàm tác dụng có ích với thể đồng thời liên kết kép cấutrúc chúng bị bẻ gãy tạo thành sản phẩm trung gian peroxit, aldehyt có hại Khi n ướng thức ăn bếp lửa, mỡ chảy rơi xuống tạo mùi thơm thực ch ất đólà carbuahydro thơm vòng không tốt cho thể tác nhângây ung thư -Với chất bột (gluxit): chế biến nhiệt độ cao, đặc biệt môi trường khôkhông có nước, thành phần tinh bột bị biến đổi thành khó tiêu hóa độc hại với thể -Các vitamin tan chất béo A, D, E, K tương đối bền vững với nhiệtđộ, trình nấu nướng bình thường vitamin nhóm bị hao hụt từ 15 - 20% -Ngoài ,khi nướng se có chất độc hại bay như: CO2,CO,CH4,C2H4, axeton, xeton, Sự biến đổi thực phẩm chiên? Khi chiên ( Protein, Gluxid biến tính) Nước khỏi bào quan thực phẩm Ở nhiệt độ cao tế bào thực phẩm bị vỡ nước thoát nhiều hơn, dầu vào tế bào nhiều chất béo tăng Ở nhiệt độ thường dầu trạng thái rắn giữ tế bào 5.Tác dụng dầu chiên yếu tố lưu ý sử dụng dầu ăn mỡ? • Là dung môi để truyền nhiệt • Tăng giá trị dinh dưỡng • Tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm • Những lưu ý sử dụng dầu − Mùi vị: không ôi khét, có mùi đặc trưng − Màu sắc: sáng, không cặn − Độ ẩm chất bay hơi: không quá0.15-0.3% − Chỉ số acid: Không  Xử lý dầu chiên: − Dầu sau chiên có màu đen, nhiều căn, số acid cao, mì ôi khét, vị đắng, đ ộ nhớt tăng, cần phải xử lý trước dùng lại − Bằng cách dầu lắng lọc bỏ cặn chất huyền phù Sau tẩy màu chất hấp thụ Sau tẩy mùi đun nóng thiết bị chưng cất, phun nước áp suất cao, giử nhiệt độ cao cho dầu Khi mùi ôi khét se theo nước thoát ngoài, dầu se hết mùi ôi khét Để dầu trở lại nhiệt độ bình thường  ... Nướng, rang) Quá trình hoá lý( Trích ly, c/ cất, cô đặc, keo tụ, k/tinh, sấy) − − Quá trình hoá học(Thủy phân, thay đổi màu) Quá trình sinh học, hoá sinh( Chín sau thu hoạch, lên men) − Quá trình hoàn... quan • Lưu ý: Có thể trình đồng thời thực nhiều mục đích 2.2 Phân loại trình công nghệ: − Quá trình học( Phân chia phân loại, nghiền, nén ép, Trộn, lắng, l ọc, ly tâm.) − − Quá trình nhiệt( Đun nóng,... sinh( Chín sau thu hoạch, lên men) − Quá trình hoàn thiện(Taọ hình, bao gói) CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH CƠ HỌC Quá trình ép I 1.Mục đích yêu cầu − − − Phân chia lỏng rắn vật liệu Định hình biến dạng vật