cơ sở kỹ thuật thực phẩm

Chương 2: Các trình học Phân loại lựa chọn a Bản chất: - Phân riêng nguyên liệu - Dựa khác tính chất đặc trưng để phân loại( phân chia) lựa chọn( loại trừ) nguyên liệu b Mục đích: - Tạo tính đồng cho nguyên liệu -> chuẩn bị cho trình - Quá trình chế biến thực phẩm - Hoàn thiện: nâng cao chất lượng sản phẩm c Phương pháp: - Dựa khối lượng riêng - Dựa từ tính - Tính chất quang học: phân biệt màu cảm biến màu - Dựa vào tính chất khí động học: sức gió, hình dạng, kích thước, khối lượng, trạng thái bề mặt riêng nguyên liệu - Dựa kích thước, khối lượng, màu sắc Quá trình bóc vỏ tách hạt a Bản chất mục đích: - loại bỏ thành phần giá trị có giá trị thấp - nâng cao chất lượng nguyên liệu - tạo điều kiện thuận lợi cho trình b phương pháp: - học: áp dụng với nguyên liệu có cấu trúc cứng, bền.nguyên liệu không bị biến đổi trình bóc tách vỏ tách hạt, thiết bị thao tác vận hành đơn giản tiêu tốn nhiều lượng - hóa học: áp dụng với nguyên liệu có vỏ mỏng, độ bền ( khoai tây, cam, ) thời gian nhanh, sử dụng chất hóa học acid loãng, NaOH Quá trình làm nhỏ nguyên liệu: a Mục đích: - Làm nhỏ theo kích thước định-> thuận lợi cho trình - Tăng độ đồng nguyên liệu - Phù hợp với phương pháp sản xuất Chương 3: Các trình lý Quá trình nghiền: a Bản chất: trình tác động lực học vào nguyên liệu để phân chia nguyên liệu thành phần tử nhỏ b Biến đổi: - Vật lý: Size, m nguyên liệu giảm so với ban đầu, Tổng diện tích bề mặt tăng gấp nhiều lần, nhiệt độ tăng - Hóa lý: chuyển pha, vận tốc bay hơi, vận tốc hút ẩm tăng, biến tính p nhiệt độ cao - Sinh học: mật độ vsv tăng, làm thay đổi thành phần hóa học nguyên liệu ban đầu diện tích bề mặt tăng lên dẫn đến thay đổi thành phần hóa học, độ ẩm - Hóa sinh: dễ xảy pu oxh, xúc tác enzyme - Hóa học: nhiệt độ tăng-> vận tốc phản ứng tăng c Mục đích: - Chuẩn bị: nghiền trước ép, trích ly, phối trộn - Chế biến: nghiền để giảm size, tách vỏ - Hoàn thiện: cnsx cafe rang xay d Yếu tố ảnh hưởng nguyên liệu: - Độ bền độ cứng: đại lượng đặc trưng cho khả chịu lực, độ cứng tăng-> lực lớn, ảnh hưởngđến chất lượng - Độ nhớt: đặc trưng cho khả biến dạng, độ nhớt cao -> khó phá vỡ trình nghiền - Độ ẩm: đặc trưng cho mức độ hoạt động khả liên kết phân tử nguyên liệu Độ ẩm cao -> dễ nghiền, cao dạng quánh, dính vào thiết bị Độ ẩm thấp -> khó nghiền, sinh nhiều bui, tổn thất Độ ẩm đưa vào nghiền khoảng 40-60% độ ẩm nguyên liệu Kích thước: - Kích thước lớn -> khó nghiền, độ đồng thấp Kích thước nhỏ -> sinh bụi, tắc nghẽn phận nghiền Quá trình ép: a Bản chất: Tác dụng lực học lên nguyên liệu làm biến dạng định hình phân chia pha b Phân loại: có hỗ trợ( nghiền, chưng sấy, ) trước ép nhằm làm nhỏ nguyên liệu, xử lý nhiệt dùng với nguyên liệu có độ ẩm thấp, cứng Không có hỗ trợ dùng với nguyên liệu có cấu trúc mềm độ ẩm cao c Biến đổi: - Vật lý: v, m, nhiệt độ - Hóa lý: liên kết chặt chẽ - Hóa học: phản ứng hóa học( oxh tiếp xúc với kk) - Hóa sinh: pư xt enzyme nội - Vi sinh: hoạt động vsv d Yếu tố ảnh hưởng: Nguyên liệu: - Cấu trúc, khả đàn hồi, size, độ xốp, độ nhớt dịch ép, khả liên kết Thông số nguyên liệu: - Quá trình tiền xử lý, áp lực ép, nhiệt độ trình ép, vận tốc máy ép, thiết bị ép, thao tác, cung cấp lượng Cấu trúc: - Độ cứng, cần có qt băm nghiền - Độ nhớt: cao -> khó ép -> gia nhiệt -> ảnh hưởng đến chất màu, hàm lượng vtm, đường -> tùy loại thực phẩm để gia nhiệt - Độ xốp: cao dễ ép -> hiệu suất k cao - Kích thước: lớn -> hiệu suất thu hồibé, khó ép - Độ cứng: ảnh hưởng đến qt ép - Khả đàn hồi: độ xốp nguyên liệu Đàn hồi: khả chống lại lực tác dụng Khả đàn hồi cao: ép khó khăn lượng dịch thu hồi thấp - Khả liên kết: làm yêu liên kết qt chưng sấy - Quá trình tiền xử lý: làm giảm độ nhớt, xốp, cắt lk -> tăng hiệu suất - Áp lực ép: phải tăng từ từ, k tăng đột ngột -> chất lỏng thoát triệt để -> tránh tượng tắc lỗ mao quản Quá trình lắng: a Bản chất: phân riêng hỗn hợp không đồng trọng lực lực ly tâm b Phân loại: gồm lắng phân tử khả liên kết (pt trì tính đồng nhất, k thay đổi size trọng lượng riêng, tốc độ lắng k đổi bụi) lắng phân tử có khả liên kết ( pt tạo keo, tốc độ lắng tăng) Khi khối lượng riêng pha gần hỗn hợp không đồng dạng huyền phù: chất trợ lắng c Mục đích: - Chuẩn bị: tạo dk thuận lợi cho qt - Khai thác: thu nhận sản phẩm có giá trị sản phẩm - Hoàn thiện: cải thiện vài chi tiêu chất lượng sản phẩm d Yếu tố ảnh hưởng: - Chênh lệch khối lượng riêng: động lực trình lắng, phụ thuộc chất nguyên liệu - Khối lượng pha phân tán: cao tốc độ lắngcàng cao Sử dụng chất trợ lắng - Độ nhớt pha liên tục ảnh hưởng xấu nguyên liệu đến trình lắng Quá trình lọc: a Bản chất: phân riêng hỗn hợp không đồng dựa chênh lệch áp suất bề mặt vật liệu lọc b Phân loại: - Lọc bề mặt: đường kính cấu tử bã lọc> đường kính mao quản vật liệu lọc: bã lọc nằm bề mặt vật liệu lọc - Lọc bề sâu: đường kính cấu tử bã lọc hiệu suất lớn - Pha liên tục: độ nhớt giảm Điều kiện lọc: - Áp suất lọc: tăng áp suất qt lọc đk bã không bị nén ép, tránh tắc đường ống mao quản - Nhiệt độ: giảm độ nhớt, nguyên liệu nhạy cảm dùng pp ly tâm - Chênh lệch áp suất động lực trình lọc d Phương pháp thực - Bã bị nén ép: áp suất không đổi - Bã không bị nén ép: vận tốc không đổi để đảm bảo tính liên tục dc sx - Nhiệt độ thấp: độ nhớt thấp, dễ bị biến đổi nhiệt độ - Nhiệt độ cao: độ nhớt cao, bị biến đổi nhiệt độ - Nhiệt độ thường: độ nhớt tb, k có biến đổi nhiệt độ - Gián đoạn: thủ công bán thành phẩm - Liên tục: công nghiệp e Quá trình lọc membrane - Phân riêng hỗn hợp không đồng mức độ phân tử ion - Kích thước lỗ mao membrane Vi lọc( thanh, tiệt trùng): lọc vi khuẩn P Siêu lọc( thu nhận P) lọc vi khuẩn P Nano lọc( thu nhận muối khoáng) lọc vk, p, muối khoáng Thẩm thấu ngược( cô đặc k dùng nhiệt) lọc đượcvk, p, muối khoáng, nước - Yếu tố ảnh hưởng lọc membrane: đường kính lỗ mao quản, vật liệu chế tạo, tính ưu hay kị nước, điện tích bề mặt, lượng vsv, pH, hàm lượng ion, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng Quá trình ly tâm: a Bản chất: trình phân riêng hỗn hợp không đồng tác dụng lực ly tâm b Phân loại: - Phân riêng hệ nhũ tương(l-l), huyền phù, tách cấu tử lơ lửng pha khí( bụi) - Dựa vào thiết bị ly tâm c Các yếu tố ảnh hưởng: - Độ nhớt pha liên tục: tăng -> vận tốc ly tâm giảm-> hiệu phân riêng giảm - Sự chênh lệch khối lượng riêng >3% - Nhiệt độ: tăng -> độ nhớt giảm-> vận tốc ly tâm tăng - Vận tốc ly tâm: vận tốc tăng -> lực ly tâm tăng - Bán kính ly tâm: R tăng hiệu cao - Thời gian lưu: lớn hiệu cao suất thấp d Pp thực - Ly tâm lắng: chênh lệch khối lượng riêng nhỏ, sau ly tâm lắng phải có qt lắng gạn - Ly tâm lọc: độ nhớt pha liên tục cao Quá trình phối trộn a Bản chất: trình phối chế( pha trộn hay nhiều cấu tử khác để thu hỗn hợp theo yêu cầu) đảo trộn( phân phối cấu tử hỗn hợp) b Mục đích: chuẩn bị , hoàn thiện c Biến đổi: Phối trộn chất lỏng khác - Độ nhớt, thể tích, khối lượng riêng, tính chất quang học thay đổi - Nhiệt độ tăng tượng hydrat hóa Phối trộn bột vào chất lỏng; - Lỏng, pasta đồng - Tạo cấu trúc sản phẩm d Các yếu tố ảnh hưởng Tính chất nguyên liệu: - Lỏng-lỏng: khối lượng riêng, độ nhớt, tính chất lưu biến Độ nhớt cao chênh lệch khối lượng riêng lớn khó phối trộn - Rắn-lỏng: khả hòa tan tính chất dung dịch tạo thành - Rắn-rắn: kích thước khối lượng riêng Thông số công nghệ: - Cường độ khuấy - Nhiệt độ Loại thiết bị cánh khuấy: tùy thuộc loại nguyên liệu - Giảm độ nhớt tăng khả phản ứng tùy thuộc chất nguyên liệu - Vận tốc phối trộn cao -> hiệu lớn-> sản phẩm phụ sinh nhiều _> dựa vào thực nghiệm để có vận tốc phù hợp Chương 4: Các trình hóa lý Quá trình trích ly: a Bản chất: tách cấu tử khỏi nguyên liệu nhờ dung môi, dung môi sử dụng phải có tính hòa tan chọn lọc số chất hỗn hợp.sự chênh lệch nồng độ chất tan hai pha tiếp xúc động lực trình b Biến đổi: - Hóa lý: biến đổi pha - Vật lý: khuyêch tán - Hóa học: phản ứng hóa học( có thể) - Hóa sinh-sinh học: nhiệt độ cao xảy ra, nhiệt độ thấp không đáng kể c Các yếu tố ảnh hưởng: - Tính chất nguyên liệu: tỷ lệ % cấu tử cần trích ly phải lớn - Kích thước nguyên liệu: lớn-> diện tích tiếp xúc nguyên liệu với dung môi lớn-> khả khuyech tán lớn Càng nhỏ->cặn( cafe) - Tỷ lệ nguyên liệu dung môi: dung môi lớn -> tăng độ hòa tan, tăng khả tiếp xúc, đường ngắn, hiệu trích ly tăng Nhưng lại tốn nguyên liệu, tốn dung môi,nồng độ chất hòa tan hỗn hợp thu thấp Có2 loại trích ly trích ly không tách dung môi trích ly tách dung môi - Độ hòa tan - Nhiệt độ trích ly: nhiệt độ tăng-> hiệu trích ly tăng-> khuyech tan nhiệt Nhiệt độ cao phá hủy chất màu, biến tính Protein, tinh dầu thất thoát, - Vận tốc chuyển động dung môi qua nguyên liệu: vận tốc chậm->hiệu suất tăng - tăng thời gian tiếp xúc nguyên liệu dung môi-> hiệu tăng Thời gian trích ly dài> hiệu suất lớn - Áp suất: dùng cho dung môi siêu tới hạn Quá trình chưng cất: a Bản chất: tách hỗn hợp chất lỏng bay dựa khác nhiệt độ sôi Chính khác nhiệt độ sôi động học trình chưng cất b Biến đổi: - Trạng thái: l-r-l - Hóa lý: nhiệt độ sôi hỗn hợp ban đầu dễ dàng tách độ tinh khiết cao.nồng độ cấu tử hỗn hợp banđầu lớn -> hiệu cao - Các tính chất nguyên liệu: độ nhớt cao-> nhiệt lượng cần cung cấp cao để lỏng -> Nhiệt dung riêng cao -> nhiệt lượng cần cung cấp cao - Thông số công nghệ: nhiệt độ, áp suất Quá trình kết tinh: ( hệ pha đồng ) a Là trình tách chất rắn tinh thể, chất tan khỏi dung dịch ban đầu dựa tính hòa tan hạn chế chất tan dung môi b Các biến đổi: - Hóa lý: xảy tươngj chuyển pha: lỏng -> Răng ht -> rắn tinh thể - Vật lý: d tăng, v giảm, độ nhớt giảm Nồng độ chất khô tăng dần -> thay đổi tính chất vật lý độ nhớt, áp suất - Hóa học: xảy phản ứng hóa học kết tinh phương pháp bốc nhiệt độ cao - Hình thành tinh thể kép, tượng hòa tan trở lại tinh thể phát triển c Các yếu tố ảnh hưởng: - Độ nhớt nguyên liệu:quan trọng, ảnh hưởng đén trình đưa trạng thái bão hòa, kết tinh tự nhiên, phát triển tinh thể chậm, tạo mầm khó khăn Tốn nhiều lượng để đưa dung dịch trạng thái bão hòa - Nồng độ: động lực trình Quyết định chất trình kết tinh vận tốc tạo mầm tinh thể - Độ tinh dung dịch: tạp chất ảnh hưởng đến độ hòa tan cấu tử cần kết tinh Tạp chất kích thích trình tạo mầm dị thể, đồng kết tinh - Bọt khí: thúc đẩy trình tạo mầm cụ thể, giảm chất lượng sản phẩm - Nhiệt độ: ảnh hưởng đến diện tích độ nhớt dung dịch Có thể tạo chuyển động đối lưu tạo mầm tinh thể thứ cấp - Khuấy trộn: có thẻ thúc đảy trình tạo mầm tinh thể tạo mầm thứ cấp -> sản phẩm không đồng cho trình kết tinh Thay đổi vùng bao quanh mầm tinh thể khuấy trộn với tốc độ vừa phải Quá trình keo tụ( hệ keo) a Là trình làm tính bền hệ keo, làm cho hạt keo hệ keo tập hợp với tạo nên khối hạt b Biến đổi: - Vật lý: kích thước hạt keo tăng Pha lỏng thay đổi tỷ trọng, nhiệt độ sôi Nồng độ chất khô pha lỏng giảm - Hóa học: phụ thuộc thành phần dung dịch - Hóa lý: hợp chất keo chuyển pha -> rắn dạng hạt, khối - Hóa sinh,sinh học: thay đổi c Các yếu tố ảnh hưởng: - Hàm lượng chất khô: ban đầu lớn hiệu suất tách cao - Tác nhâ keo tụ hầm lượng: - Nhiệt độ: hát keo thay đổi -> trình đông tụ: P biến tính xảy keo tụ - Sự khuấy trộn: tính chất hệkeo -> làm lớp vỏ hydrat hóa - Thời gian Chương 5: trình nhiệt A Quá trình hấp thụ, hấp phụ a Bản chất: hấp thụ trình phân tử ion khuyêch tán qua mặt phân cách pha vào bên pha lỏng rắn Hấp phụ trình lại phân tử ion bề mặt phân cách pha B Quá trình stripping: a Bản chất: trình hấp thụ, số cấu tử mẫu lỏng dược hấp thụ vào tỏng dòng khí theo nguyên tắc khuyêch tán C Mục đích ứng dụng - Hấp thụ: điều chỉnh hàm lượng Co2 sản phẩm lên men-> hình thành sản phẩm - Shipping: khử mùi trongsx dầu tinh luyện, tách acid béo tự do, sp oxy - Hấp phụ: xử lý nước D.Biến đổi: - Vật lý: khuyêch tán pt, thay đổi thể tích, áp suất, nhiệt độ sôi - Hóa học: hấp thụ co2( tạo pu co2 H2O) shipping hấp phụ không tạo puhh - Hóa lý: stripping xảy trình chuyển pha - Sinh học: không xảy ra, co2 tạo môi trường yếm khí - Hóa sinh: k xảy biến đổi E Yếu tố ảnh hưởng: - hấp phụ: chất hấp phụ( diện tích bề mặt riêng), tỷ lệ chất hấp phụ - nguyên liệu, nhiệt độ, time - hấp thụ: áp suát, nhiệt độ, (hàm lượng chất khô, độ nhớt), thiết bị - stripping: áp suất, nhiẹt độ, thời gian, lưu lượng dầu nhiệt, diện tích tiếp xúc Nói chung; áp suất làm việc, nhiệt độ, thời gian, hh nguyên liệu, loại chất hấp thụ hấp phụ, vận tốc di chuyển Quá trình chần, hấp a Bản chất: trình tăng nhiệt độ nguyên liệu vơi thân nguyên liệu chất tải nhiệt - Chần: tăng nhiệt độ dd chần(nhúng luộc), dung dịch chất tải nhiệt - Hấp: trình tăng nhiệt độ nước b Mục đích: - Chuẩn bị: đun nóng trước cô đặc, đun nóng trước - Chế biến: làm chín nguyên liệu - Bảo quản: tiêu diệt vsv, khí, vô hoạt enzym - Hoàn thiện: loại bỏ màu, mùi vị lợi, cố định hoàn thiện màu sắc c Biến đổi: - Vật lý: tăng nhiệt độ, v thay đổi, hình dáng, m tăng - Hóa lý: trạng thái, cấu trúc - Hóa học: puhh xảy nhiệt độ cao - Sinh học: ức chế tiêu diệt vsv - Hóa sinh: vô hoạt enzym d Yếu tố ảnh hưởng - Nhiệt độ: mức độ vô hoạt e tiêu diệt vsv Các puhh có k có mong muốn - Thời gian: hiệu vô hoạt e tiêu diệt vsv.thời gian dài ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan, hiêu jquà kinh tế - Nguyên liệu: cấu trúc độ cứng, khả chịu nhiệt e - Kích thước: ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt ảnh hưởng đến mức đọ tỏn thất-> chất lượng - Pp: ah đến mức đọ vô haotj e tiêu diệt vsv, ảnh hưởng đén mức độ tổn thất Quá trình nướng: a Bản chất: trình xử lý nhiệt chủ yếu xạ nhiệt Sự hình thành lớp vỏ, làm chín, tạo mùi thơm tạo màu Quan điểm nhiệt lượng: trình ẩm nhiệt b Mục đích: - Chuẩn bị: nướng trước làm vỏ - Chế biến: làm chín nguyên liệu - Bảo quản: tác động nhiệt độ cao, tiêu diệt vsv vô hoạt enzym c Biến đổi - Vật lý: nhiệt độ tăng, khối lượng giảm, thể tích khối lượng riêng thay đổi - Hóa lý: biến đổi hệ keo, độ ẩm thay đổi theo steps - Hóa học: pu caramen, mailand, thủy phân tinh bột, oxh chất béo - Hóa sinh: vo hoạt enzym tiêu diệt vsv - Sinh học: phụ thuộc vào nhiệt độ nướng độ ẩm nguyên liệu d Các yếu tố ảnh hưởng - Nhiệt độ: nhiệt độ cao làm vận tốc phản ứng tăng, ảnh hưởng đến chất lượng - Thời gian: ảnh hưởng đến mức độ biến đổi chất lượng chất lượng - Yếu tố khác: nguyên liệu( thành phần, kích thước) độ ẩm không khí thiết bị nướng, thiết bị phương pháp Quá trình chiên: a Bản chất: trình xử lý nhiệt với dầu mỡ chất tải nhiệt b Mục đích: - Làm chín nguyên liệu - Bảo quản: nhiệt độ cao làm vô hoạt enzym( dầu mỡ kị nước, sp có độ ẩm thấp, giảm hoạt độ nước ức chế hoạt động vsv - Chuẩn bị: tạo điều kiện cho trình c Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ tăng, khuyêch tán dầu ẩm, thể tích khối lượng thay đổi phụ thuộc vào tỷ lệ dầu vào ẩm - Hóa lý: thay đổi ẩm - Hóa học: pu oxh, caramen, mailand, thủy phân - Hóa sinh, sinh học: vo hoạt enzym vsv - Cảm quan: màu mùi vị trạng thái d Biến đổi: - Thủy phân chất béo thành glycerine (+ acroline- hợp chất gây cay mắt ung thư) acid béo - Oxh nhiệt độ thường nhiệt độ cao(200 độ C) - Trùng hợp: nhiệt độ cao oxi - Cảm quan: trùng hợp hình thành hợp chất cao phân tử làm tăng độ nhớt, tối màu mùi vị giảm - Độ chiên: - Nguyên liệu: hình dạng, kích thước, tăng diện tích tiếp xúc - Thành phần hóa học: hàm ẩm, protein, tinh bột( dầu mỡ k có khả sâu vào trong) - Chất béo: chất lượng ban đầu dầu mỡ, biện pháp làm giảm số acid perõyde - Công nghệ: pp chiên, nhiệt độ, thời gian ... Chuẩn bị: tạo dk thuận lợi cho qt - Khai thác: thu nhận sản phẩm có giá trị sản phẩm - Hoàn thiện: cải thiện vài chi tiêu chất lượng sản phẩm d Yếu tố ảnh hưởng: - Chênh lệch khối lượng riêng: động... nhớt: cao -> khó ép -> gia nhiệt -> ảnh hưởng đến chất màu, hàm lượng vtm, đường -> tùy loại thực phẩm để gia nhiệt - Độ xốp: cao dễ ép -> hiệu suất k cao - Kích thước: lớn -> hiệu suất thu hồibé,... khả phản ứng tùy thuộc chất nguyên liệu - Vận tốc phối trộn cao -> hiệu lớn-> sản phẩm phụ sinh nhiều _> dựa vào thực nghiệm để có vận tốc phù hợp Chương 4: Các trình hóa lý Quá trình trích ly: