Tài liệu thiết kế hệ thống lạnh cho xí nghiệp, chương 2 ppt

Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thuỷ sản - Nồng độ chất tan. Trong thuỷ sản nước hoà tan các chất vô cơ, hữu cơ và các hợp ch ất đạm chất béo…tạo thành một dung dịch keo . Khi nước muối kết tinh nó ph ải thoát ra khỏi sợi li ên kết với các thành phần chất tan. V ì vậy nhiệt độ kế t tinh phụ thuộc vào nồng độ chất tan. t  1,18n n: Nồng độ phân tử gam của chất tan. Khi nhi ệt độ kết tinh càng giảm thì tốc độ kết tinh tăng, nhờ đó giảm tác động x ấu đến cấu trúc tế bào thực phẩm. Ta phân chia kích t hước tinh thể ra làm các loại sau: - Tinh th ể lớn 0,2  0,6mm - Tinh th ể trung bình 0,1  0,2 mm - Tinh th ể nhỏ < 0,1mm Kích t hước tinh thể đá phụ thuộc vào nhiệt độ. - Ở khoảng -1 ÷ - 2 0 C các tinh thể nước đá tạo thành có kích t hước lớn. - Ở khoảng -10 ÷ -20 0 C các tinh thể nước đá tạo t h ành nhiều có kích t h ước nhỏ đều. Tốc độ làm đông. T ốc độ làm đông được xác định dựa vào kết tinh của nước (Vcm/gi ờ). Nó tỷ lệ với tốc độ trao đổi nhiệt của thuỷ sản với môi tr ường lạnh. Nước bắt đầu kết tinh ở bề mặt của sản phẩm sau đó sẽ chuyển dần vào trung tâm sản phẩm . T ốc độ làm đông thực phẩm là tỷ số giữa chiều dầy lớp thực ph ẩm với thời gian X để làm đông lớp đó: V f     (m/h) Nếu V < 0,5 cm/h gọi là làm đông chậm, tinh thể đá lớn không đều. Nếu 1 < V <3 cm/ h gọi là làm đông nhanh, tinh th ể đá đều. Nếu V >15 cm/h gọi là làm đông cực nhanh, tinh thể đá rất nhỏ và ch ất lượng sản phẩm thuỷ sản hầu như không đổi. Ngoài ra tốc độ làm đông còn phụ thuộc vào: Loại máy và thiết bị làm đông. Nhi ệt độ vận hành máy . Di ện tích tiếp xúc của sản phẩm với môi trường lạnh. Nhiệt độ của sản phẩm vào và yêu cầu của sản phẩm ở nhiệt độ cuối. Bao gói sản phẩm. Lo ại sản phẩm. Chất lượng ban đầu của sản phẩm. - Sản phẩm tươi sống đem làm lạnh thì chất lượng cao hơn vì c ấu trúc và sự liên kết của nước với các thành phần còn nguyên tính tự nhiên. - Khi c ấu trúc sản phẩm bị hư hỏng do va chạm hoặc do chất lượng bị giảm vì quá trình tự phân giải, thối rữa thì khả năng giữ nước gi ảm, tỷ lệ nước tự do tăng, tính đàn hồi của cấu trúc giảm. Trong tr ường hợp này nước kết tinh sẽ khuyếch tán nhiều, cấu trúc liên kết tế bào bị nước đá giãn nở sẽ rách vỡ làm chất lượng sản phẩm giảm. c. Những biến đổi của thuỷ sản trong quá trình làm đông. *. Biến đổi về vật lý. - Tăng t hể tí ch : kh i n ước t rong t huỷ sản đóng băng th ì t hể tí ch của sản phẩm t ăng l ên 10%. - Thay đổi màu sắc: Do mất nước, do bị oxy hoá khi tiếp xúc v ới không khí, ngoài ra còn do tinh thể đá được hình thành trong quá trình làm đông. - Gi ảm trọng lượng: Sản phẩm bị giảm trọng lượng là do bị bay h ơi và khuyếch tán nước. Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩm và không khí trong bu ồng cấp đông càng lớn thì ẩm bốc hơi càng m ạnh, gây hao hụt khối lượng. Dùng bao gói cách khí s ẽ ngăn chặn được sự thăng hoa nước đá. Tuy nhiên không thể ngăn chặn được tuyệt đối. *. Biến đổi về hoá học. Ở nhiệt độ rất thấp nước kết tinh gần hết nên các biến đổi hoá sinh c ũng giảm biến đổi hoá học chủ yếu là sự tạo thành axit lactic từ glycogen và biến tính protein hoà tan. Các biến đổi này diễn ra chủ yếu ở giai đoạn nước tự do kết tinh. Nh ững thành phần chất không tan hầu như không bị biến tính trong th ời gian dài. Các chất tan dễ bị phân giải hoặc oxy hoá. Đối với các ch ất béo sự phân giải chúng tạo ra mùi ôi, khét , khó tiêu hoá. Đây chính là nguyên nhân làm rút ngắn thời gian bảo quản của sản phẩm. M ức độ biến đổi hóa học phụ thuộc vào trạng thái ban đầu của thực phẩm và ph ương pháp làm lạnh. *. Biến đổi về vi sinh vật. Trong quá trình làm đông số lượng vi sinh vật giảm rất nhiều. Vì vi sinh v ật bị tiêu diệt do mất môi trường sống. Vi sinh v ật còn bị tiêu diệt do tác dụng cơ học khi nước đóng băng làm tăng thể tích các tinh thể nước đá có cấu trúc vững chắc, sắc nhọn làm rách v ỡ cấu trúc tế bào v i sinh vật, enzyme trong vi sinh vật cũng có c ấu trúc giống như protein nên cũng bị biến tính giảm hoạt độ và mất dần khả năng xúc tác cho phản ứng sinh hoá trong chuỗi phản ứng của quá trình trao đổi chất nên vi sinh vật còn bị chết do các chuy ển hoá chất dinh dưỡng trong tế bào vi sinh vật diễn ra. 1.2.3. Các phương pháp làm đông thực phẩm. Trong thực tế sản xuất có rất nhiều phương pháp làm đông khác nhau tu ỳ vào điều kiện của nhà máy và yêu cầu của thực phẩm mà ta có th ể sử dụng các phương pháp làm đông khác nhau. a. Làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối. Dựa vào sự hoà tan của muối NaCl và nước đá tạo ra hỗn hợp sinh hàn. Tu ỳ theo t ỷ lệ pha trộn mà ta có các nhiệt độ thấp khác nhau. b. Làm lạnh đông thuỷ sản bằng nước muối lạnh. Có hai cách thực hiện : - Thu ỷ sản được bao gói túi PE và ngâm vào bể chứa dung dịch nước muối lạnh có nhiệt độ thấp -18  -25 o C nhờ dàn bay hơi kiểu xương cá. Thời gian làm đông khoảng 3 giờ. - Phun n ước muối lạnh: Sản phẩm được cho lên băng chuyền và phun nước muối lạnh -25 0 C. Sau khi làm đông xong sản phẩm được phun nước sạch để rửa muối bám trên sản phẩm, sau đó mới phun nước lạnh lại để mạ băng cho sản phẩm. c. Làm lạnh thuỷ sản bằng không khí lạnh. Môi trường không khí bảo đảm điều kiện vệ sinh cao dễ cơ giới hoá và t ự động hoá s ản xuất, rẻ tiền, thuỷ sản vào làm đông không phụ thuộc vào hình d ạng kích thước, tốc độ làm đông nhanh nhưng sản phẩm dễ bị oxy hoá b ởi oxy không khí và tăng mức độ mất nước của sản phẩm. Không khí được đối lưu cưỡng bức nhờ quạt dàn lạnh, nhiệt độ không khí sau khi trao đổi với môi chất có thể xuống rất thấp -35  -40 o C do vậy sản phẩm được làm đông rất nhanh trong một thời gian ngắn. d. Làm đông bằng tủ đông tiếp xúc. Ở phương pháp này t hu ỷ sản được cho vào trong các khay b ằng kim loại và đặt giữa các tấm truyền nhiệt. Bên trong các tấm truyền nhiệt có chứa môi ch ất lạnh do sự trao đổi nhịêt của môi ch ất lạnh chủ yếu nhờ dẫn nhiệt của kim loại. vì vậy tốc độ trao đổi nhịêt l ớn, hạn chế ảnh h ưởng của oxy không khí với sự m ất nước của sản ph ẩm thuỷ sản . 1 2 Hình 1.2: Cấu tạo tủ đông tiếp xúc 1: Khay đựng sản phẩm 2: Tấm truyền nhiệt .  -25 o C nhờ dàn bay hơi kiểu xương cá. Thời gian làm đông khoảng 3 giờ. - Phun n ước muối lạnh: Sản phẩm được cho lên băng chuyền và phun nước muối lạnh. dung dịch keo . Khi nước muối kết tinh nó ph ải thoát ra khỏi sợi li ên kết với các thành phần chất tan. V ì vậy nhiệt độ kế t tinh phụ thuộc vào nồng độ