Đang tải... (xem toàn văn)
Sấy là một quá trình tách nước ra khỏi vật liệu ẩm bằng phương pháp nhiệt tại một nhiệt độ và áp suất xác định nhằm vào các mục đích sau: - Làm giảm khối lượng, giảm khâu chuyên chở, giảm chi phí. - Giảm độ ẩm, làm giảm hoạt độ nước, làm vi sinh vật mất môi trường sống nên chúng ngừng phát triển hoặc bị tiêu diệt. Do đó, giúp kéo dài thời gian bảo quản. Phục vụ cho quá trình thương mại và tiêu dùng. - Làm thay đổi tính chất lưu biến của sản phẩm, vật liệu như: độ giòn, dẻo, cứng, dai giúp tăng khả năng vận chuyển và bảo quản. - Làm thay đổi giá trị cảm quan của sản phẩm về màu sắc và mùi vị.
Bài 1: Sấy Mục đích q trình sấy gì? Sấy trình tách nước khỏi vật liệu ẩm phương pháp nhiệt nhiệt độ áp suất xác định nhằm vào mục đích sau: - Làm giảm khối lượng, giảm khâu chuyên chở, giảm chi phí - Giảm độ ẩm, làm giảm hoạt độ nước, làm vi sinh vật môi trường sống nên chúng ngừng phát triển bị tiêu diệt Do đó, giúp kéo dài thời gian bảo quản Phục vụ cho trình thương mại tiêu dùng - Làm thay đổi tính chất lưu biến sản phẩm, vật liệu như: độ giòn, dẻo, cứng, dai giúp tăng khả vận chuyển bảo quản - Làm thay đổi giá trị cảm quan sản phẩm màu sắc mùi vị Tuy nhiên, trình sấy tác dụng nhiệt độ nên làm thay đổi thành phần dinh dưỡng như: protein bị biến tính khơng thuận nghịch, glucid bị hồ hóa, lipid bị oxi hóa, màu sắc, mùi vị bị phá hủy, hợp chất sinh học vitamin bị phá hủy Vì phù hợp cho số loại thực phẩm Cơ sở lý thuyết giai đoạn trình sấy (coi đường cong sấy tài liệu để biết thêm chi tiết) Trong trình sấy trải qua ba giai đoạn: AB, BC CD Cơ sở lý thuyết ba giai đoạn sấy là: - Giai đoạn (AB): Ở giai đoạn đầu, độ ẩm mẫu giảm tương đối chậm, giai đoạn nước bề mặt nguyên liệu chịu tác dụng lực căng bề mặt, chênh lệch áp suất tác nhân sấy nguyên liệu chưa đủ để tách ẩm Vì cần thời gian để chênh lệch áp suất tác nhân sấy nguyên liệu đủ mạnh để thắng lực căng bề mặt nguyên liệu, trình tách ẩm diễn dễ dàng Thời gian diễn giai đoạn tương đối nhanh Giai đoạn đường cong sấy dạng phi tuyến - Giai đoạn (BC): Quá trình bay nước trình khuếch tán nội khuếch tán ngoại xảy đồng thời, tức nước bề mặt nguyên liệu bốc trước chênh lệch áp suất riêng phần tác nhân sấy với bề mặt nguyên liệu Tiếp theo di chuyển nước tâm nguyên liệu bề mặt nguyên liệu chênh lệch ẩm Giai đoạn gọi giai đoạn sấy đẳng tốc, đường cong sấy dạng tuyến tính - Giai đoạn (CD): Trong giai đoạn này, lượng nước khơng ổn định, sản phẩm lượng nước lúc cịn Q trình làm bốc ẩm lại đạt tới độ ẩm cân bằng, trình đường cong sấy dạng phi tuyến phức tạp Tùy vào tính chất vật liệu mà thời gian sấy giai đoạn khác Vật liệu ẩm gì? Nêu loại vật liệu ẩm Vật liệu ẩm vật liệu có liên kết với nước Gồm ba loại: - Vật liệu ẩm dạng keo: Là vật liệu có tính dẻo có cấu trúc hạt Nước ẩm dạng liên kết hấp thụ thẩm thấu Khi tách ẩm bề mặt bị co rút giữ tính dẻo - Vật liệu ẩm dạng xốp: Kích thước lỗ xốp vật liệu xốp lớn 10 m Khi tách ẩm bị co rút bề mặt tạo lỗ xốp li ti, vỡ thành bột - Vật liệu ẩm dạng keo xốp: Kích thước lỗ xốp bé 10 -7m Có tính chất hai nhóm Khi hút nước trương vỡ cịn sấy bị co lại phần lớn bị vỡ vụn Các loại nước có thực phẩm gồm loại nào? Tất loại thực phẩm vật liệu ẩm chúng có hai loại nước tế bào: - Nước tự (80 – 95%): không tham gia vào cấu trúc tế bào, liên kết với tế bào lực học, môi trường vận chuyển vật chất qua lại màng tế bào, mơi trường để xảy q trình, phản ứng sinh hóa tế bào sống Được tách hồn tồn trình sấy lượng tách loại nước tương đối thấp - Nước liên kết (5 – 20%): tham gia vào cấu trúc tế bào liên kết với tế bào dạng liên kết hóa học liên kết hóa lý Loại nước khó tách trình sấy, lượng tách tương đối cao Khi tách làm thay đổi dinh dưỡng sản phẩm Đối với loại không nên tách trình sấy Gồm loại liên kết sau (Rockland, L B., Stewart, G F., 1981): + Liên kết vật lý: gồm nước bề mặt ống mao dẫn + Liên kết hóa lý: phân tử nước liên kết thông qua hấp phụ bề mặt phân tử polymer sinh học qua lực đẩy hút tạo thành kết cấu nguyên liệu Các loại liên kết hóa lý gồm: liên kết thông qua lực Van der Waals, liên kết hydro + Liên kết hóa học: nước liên kết chặt chẽ với thành phần nguyên liệu qua liên kết ion Trong q trình sấy tách nước tự do, nước dạng liên kết vật lý phần nước liên kết hóa lý Các phương pháp sấy ưu nhược loại 1.3.1 Sấy đối lưu (gián tiếp) Sấy đối lưu hệ thống sấy phổ biến nay[ CITATION Trầ06 \l 1033 ] Phương pháp sấy dùng tác nhân sấy không khí nóng khói lị có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động nhảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm vật sấy bay theo tác nhân sấy[ CITATION Ngu04 \l 1033 ] Hệ thống sấy đối lưu phân loại theo cấu tạo gồm: - Sấy buồng: sấy theo chu kỳ mẻ Do suất khơng lớn Tuy nhiên sử dụng sấy nhiều dạng vật liệu khác từ dạng cục, hạt đến dạng thanh, [ CITATION Trầ06 \l 1033 ] - Sấy hầm: sấy bán liên tục liên tục - Sấy tháp: Có thể hoạt động liên tục bán liên tục Khơng khí sấy quạt hút thổi vào theo chiều chiều, ngược chiều hay vng góc với dịng hạt di chuyển.Ở Việt Nam, hệ thống sấy thường sử dụng cho lúa [ CITATION the13 \l 1033 ] - Sấy thùng quay: thường dùng để sấy vật liệu dạng hạt, cục [ CITATION Trầ06 \l 1033 ] - Sấy khí động: Vật liệu sấy dùng cho hệ thống sấy thường dạng hạt mảnh nhỏ độ ẩm cần lấy thường ẩm bề mặt [ CITATION Trầ06 \l 1033 ] - Sấy tầng sôi: hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt Máy sấy tầng sôi thuộc loại máy sấy động, vật liệu sấy chuyển động “sôi” buồng sấy Gọi sấy tầng sơi, khơng khí sấy “sục” qua lớp hạt vật liệu làm lớp vật liệu di chuyển, giống trường hợp bọt khơng khí lên qua lớp nước sôi đun nước [ CITATION the13 \l 1033 ] - Sấy phun: dùng để sấy vật liệu dạng lỏng thành dạng bột Thường dùng công nghệ sản xuất sữa bột, dược phẩm, công nghệ sinh học, chất tẩy rửa, …[ CITATION Xia08 \l 1033 ] 1.3.2 Sấy tiếp xúc Là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn Gồm: - Sấy tang trống: vật liệu sấy khí thải di chuyển theo hướng dùng phổ biến cho sấy cát, đá vôi vật liệu khác [ CITATION PPO63 \l 1033 ] - Sấy lô: dùng để sấy vật liệu dạng phẳng uốn cong giấy, vải [ CITATION Trầ06 \l 1033 ] 1.3.3 Sấy xạ - Sấy tia hồng ngoại: Sấy hồng ngoại liên quan đến thâm nhập nhiệt vào mẫu sấy, so với độ dẫn nhiệt đối lưu với lị nướng thơng thường Sự thâm nhập nhiệt để làm bay độ ẩm từ mẫu rút ngắn đáng kể thời gian sấy cần thiết xuống 10 phút 25 phút Đèn hồng ngoại sử dụng để cung cấp nhiệt cho mẫu dẫn đến nhiệt độ dây tóc 2000-2500 K (độ Kelvin) Các yếu tố phải kiểm soát bao gồm khoảng cách nguồn hồng ngoại từ vật liệu khô độ dày mẫu Nhà phân tích phải cẩn thận mẫu khơng bị cháy cứng sấy Lò sấy hồng ngoại trang bị thơng gió cưỡng để loại bỏ khơng khí ẩm cân phân tích để đọc trực tiếp độ ẩm Bức xạ hồng ngoại truyền qua nước bước sóng ngắn, bước sóng dài, hấp thụ bề mặt [ CITATION Sak94 \l 1033 ] Do đó, làm khô lớp mỏng dường hiệu xạ hồng ngoại xa - FIR (25-100 ), sấy vật liệu dày cho kết tốt xạ hồng ngoại gần NIR (0,75 0,03 ) - Sấy dòng điện cao tần: Phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng tồn chiều dày lớp vật liệu Sấy dòng điện cao tần vật liệu ẩm dịch chuyển có dòng điện cao tần qua Nhờ máy điều chỉnh chuyển thành dịng điện chiều có điện áp cao Trong điện trường có tần số cao phần tử ẩm dao động mạnh cọ sát phần tử mà phát sinh nhiệt, nhờ nhiệt đốt nóng nên sản phâm khơ nhanh 1.3.4 Sấy đặc biệt khác - Sấy lạnh: tác nhân sấy thường khơng khí trước hết khử ẩm phương pháp làm lạnh khử ẩm hấp thụ sau đốt nóng haojwc làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu cho qua vật liệu sấy [ CITATION Trầ06 \l 1033 ] Sấy lạnh dựa nước thăng hoa phần băng sản phẩm[ CITATION Xia08 \l 1033 ] Vật liệu sấy thay đổi theo ba giai đoạn riêng biệt: làm lạnh, sấy sơ cấp (thăng hoa), sấy thứ cấp (giải hấp)[ CITATION Xia08 \l 1033 ] Thường dụng công nghệ sấy sản phẩm thịt, cà phê, trái cây, vi khuẩn thực hành cho penicilin, thủy phân protein, hooc môn chế phẩm vitamin [ CITATION Xia08 \l 1033 ] - Sấy thăng hoa: trình tách nước khỏi vật liệu sấy thăng hoa nước chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái điều kiện nhiệt độ áp suất thấp, ba thể O (0.0098oC; 4,58mmHg)[ CITATION ĐỗT19 \l 1033 ] Thường áp dụng để sấy sản phẩm cao cấp sữa ong chúa, tổ yến, nấm đông trùng hạ thảo, chế phẩm sinh học để giữ lại vitamin, enzyme, hoạt chất sinh học quý chất lượng ban đầu nguyên liệu[ CITATION ĐỗT19 \l 1033 ] - Sấy chân không: Là kết việc giảm áp suất buồng sấy, giúp hạ thấp nhiệt độ sôi nước để nước bay nhanh hơn[ CITATION Xia08 \l 1033 ] Do phương pháp dùng để sấy vật liệu không chịu nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hoá, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thoát dung môi quý cần thu hồi vật liệu dễ nổ[ CITATION Xia08 \l 1033 ] - Sấy hiệu ứng nhà kính: Sử dụng lượng mặt trời để sấy khô sản phẩm ớt, hạt cacao, ớt,….[ CITATION GEr06 \l 1033 ]; [ CITATION MMa13 \l 1033 ] http://www.timtailieu.vn/tai-lieu/chon-phuong-an-say-thiet-bi-say-tac-nhan-say-thong-so-chedo-say-nhien-lieu-su-dung-38374/ (đứa ghi ưu với nhược dùm t với) Nên áp dụng phương pháp để sấy khô loại vật liệu sau: - Nhiều tinh bột - Nhiều đường - Nhiều protein - Nhiều lipid - Rau, củ, - Thịt, thủy sản Độ ẩm trung bình loại thực phẩm bán thị trường bao nhiêu? Tại chúng lại có độ ẩm vậy? - Các loại sữa bột: khơng lớn 5% Mục đích Nêu yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy (thời gian sấy)? - Tốc độ sấy (thiết bị sấy): tốc độ chậm, thời gian dài - Chất lượng ban đầu sản phẩm (trạng thái nước thực phẩm): nhiều nước tự do, dễ sấy, thời gian nhanh - Nhiệt độ sản phẩm trước cấp đông: nhiệt cao, thời gian ngắn - Bề dày sản phẩm: dày, lâu - Hình dạng sản phẩm (tỷ lệ S/V, diện tích tiếp xúc): nhỏ, lâu Tại sấy nhiệt độ 105C để xác định ẩm ban đầu Tại ko sấy cao hay thấp - Sấy 105C để xác định ẩm triệt để nhất, nhiệt độ sơi nước nên tồn nước tự phần nước liên kết hóa lý tách khỏi nguyên liệu - Nếu sấy nhiệt độ cao hơn, số hợp chất bay hết, số thành phần bị biến tính, chất béo bị oxi hóa nên gây sai số - Nếu sấy nhiệt độ thấp thời gian sấy lâu, nước tách không triệt để 10 Tác nhân sấy gì? Nêu loai tác nhân sấy - Tác nhân sấy chất có khả gia nhiệt cho vật sấy, tải ẩm (mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường), bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm nhiệt - Các loại tác nhân sấy: + Khơng khí ẩm: loại tác nhân sấy thơng dụng Dùng khơng khí ẩm có nhiều ưu điểm: khơng khí có sẵn tự nhiên, không độc không làm ô nhiễm sản phẩm + Khói lị: tạo nhờ đột nhiều loại nhiên liệu như: than đá, cũi, bã mía,… Sử dụng làm mơi chất sấy có ưu điểm khơng cần dùng calorife, phạm vi nhiệt độ rộng dùng khói lị có nhược điểm nhiễm sản phẩm bụi chất có hại như: CO2 , SO2 + Hỗn hợp khơng khí nước: tác nhân sấy loại dùng cần có độ ẩm tương đối φ cao + Hơi nhiệt: dùng làm môi chất sấy trường hợp nhiệt độ cao sản phẩm sấy chất dễ cháy nổ + Các loại khí trơ: 11 Nêu động lực học trình sấy Là khảo sát biến thiên độ ẩm theo thời gian, tính chất, cấu trúc vật liệu, điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy,… từ xác định tốc độ sấy, thời gian sấy thích hợp 12 Tĩnh học q trình sấy Xác dịnh thông số đầu vào, tác nhân sấy, vật liệu sấy dựa pt cân vật chất, lượng, từ xác dịnh vật liệu, tác nhân sấy lượng nhiệt cho trình 13 Các phương thức truyền nhiệt trình sấy? - Đối lưu - Bức xạ - Dẫn nhiệt Bài 2: Lạnh đơng Mục đích q trình lạnh đơng - Việc lạnh đông ức chế hoạt động hệ vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm vi vật sinh độc tố nhiệt độ bảo quản thấp làm giảm đáng kể phản ứng hoá học phản ứng enzyme vốn thường xảy thực phẩm chưa lạnh đông Cho phép bảo quản thực phẩm thời gian dài - Lạnh đông thực phẩm để xuất bày bán Siêu thị - Công nghệ lạnh đông tạo sản phẩm chế biến sẵn, sử dụng ngay, rút ngắn thời gian nội trợ Bảo quản thực phẩm phương pháp lạnh đông ngành kỹ thuật quan trọng, có ý nghĩa lớn mặt kinh tế Nó giúp người làm công tác kỹ thuật biết cách tổ chức để giảm tổn thất trình bảo quản Lĩnh vực ứng dụng quan trọng kỹ thuật bảo quản thực phẩm Các loại rau, quả, thịt, cá, sữa…là thức ăn dễ bị ôi, thiu vi khuẩn gây số phản ứng oxy hóa gây Nhưng nhiệt độ tháp vi sinh vật ngừng hoạt động, chết, nhiệt độ tháp làm cho q trình oxy hóa sản phẩm khơng xảy Vì giữ thực phẩm trạng thái ban đầu - Lạnh thường: 18 Lạnh đông: -100 Lạnh thâm độ: -100-200 Lạnh tuyệt đối (lạnh Cryo): -200-272,99985 Cơ chế q trình lạnh đơng - Khi nhiệt độ 00C, dạng nước thực phẩm đóng băng dần tùy theo mức độ liên kết tế bào Cụ thể : + Nước tự : tdb = -1 ÷ -1,5C + Nước yên tĩnh (Chắc nước lk vật lý với phần nước hóa lý) : t db = -1,5 ÷ -20C + Nước liên kết (Chắc phần hóa lý vs ion) : tdb = -20 ÷ -65C - Trước tiên, điểm lạnh làm xuất mầm tinh thể đá gian bào Có phương pháp lạnh đơng Đặc điểm - Lạnh đơng chậm: (τ≥10h, tql = -5 ÷ -6, tốc độ 0.5 cm/h) Do giảm nhiệt độ diễn chậm, q trình kết tinh nước đá có điều kiện để hút phân tử nước xung quanh dẫn đến số lượng tinh thể ít, thể tích kích thước tinh thể nước đá lớn Do làm đơng chậm có tác động nhiều đến cấu trúc thực phẩm - Lạnh đông nhanh: (τ = – 6h, tql = -7 ÷ -30, tốc độ - cm/h) Do trao đổi nhiệt lớn, nhiệt độ thực phẩm giảm nhanh, mức độ di chuyển nước trình kết tinh ít, nên tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, số lượng tinh thể nhiều Vi làm đơng nhanh ảnh hưởng đến cấu trúc, chất lượng sản phẩm - Lạnh đông cực nhanh (lạnh đông sâu): (τ