Bài giảng Các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm - Chương 2: Các quá trình cơ lí

- Quá trình phân chia - Quá trình ép - Quá trình lắng - Quá trình lọc - Quá trình li tâm - Quá trình phối trộn Bài tập Tạo sự biến đổi trong vật liệu (Phân riêng hệ không đồng nhất) Bán thành phẩm hoặc thành phẩm Nguyên liệu Ép, Lắng, lọc, li tâm Cơ sở phân loại: -Động lực của quá trình -Phương pháp thực hiện Chủ yếu là biến đổi vật lý Yếu tố ảnh hưởng phụ thuộc từng qtcn QUÁ TRÌNH PHÂN CHIA • Là sự tách các cấu tử có trong một hỗn hợp thông qua sự khác nhau bởi một hoặc nhiều tính chất đặc trưng của chúng. • Phân loại (sorting): dựa theo tính chất vật lý có thể đo được. • Phân hạng (grading): dựa vào chất lượng của thực phẩm. QUÁ TRÌNH PHÂN CHIA Mục đích : - Chuẩn bị - Hoàn thiện Biến đổi vật liệu : vật lí Phương pháp thực hiện : Sử dụng dấu hiệu phân chia để phân chia – Theo kích thước – Theo hình dạng – Khối lượng – Tính chất khí động học – Phân loại theo tính chất từ tính – Phân loại theo màu sắc Hiệu suất của quá trình phân loại: Trong đó : – ac: độ thuần nhất cuối cùng của hỗn hợp chính. – ađ: độ thuần nhất ban đầu của hỗn hợp chính – B : tỉ lệ thu hồi hỗn hợp chính. %,100. )1( ).( dd dc aa Baa E    • Ví dụ : sau khi làm sạch 145 tấn hạt điều có độ tinh khiết 86% thì thu được sản phẩm có lẫn 1% tạp chất và cho hiệu suất của quá trình phân chia là 95%. Tính lượng sản phẩm thu được? • Đáp số : 127.6 tấn sản phẩm Thiết bị phân loại Các loại sàng, vd1 Phân loại dạng trục lăn (video) Thiết bị phân loại dạng dây cáp Phân loại dạng băng tải, con lăn Thiết bị phân loại màu sắc Phân loại dạng khối lượng VD1, VD2, VD3 Sàng phân loại : kiểu lắc Sàng phân loại : kiểu ziczac Sàng phân loại : kiểu ziczac Máy sàng nhiều tầng Máy sàng nhiều tầng Nguyên lý : trục lăn quay ngược chiều, khe hở tăng dần và đặt nghiêng. Máy phân cỡ tôm Thảo luận nhóm (20 phút) Lô hàng tôm bóc vỏ A123, ngày 22/8/2017 nhà máy XYZ, bị lỗi do sự cố phân loại không đúng size. Bạn hãy tìm nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố khi phân loại qua máy phân loại tôm (dạng trục lăn) không đạt yêu cầu. Máy phân cỡ thực phẩm (phân cỡ tôm) Máy phân cỡ thực phẩm theo khối lượng Máy phân cỡ thực phẩm theo khối lượng Máy phân cỡ thực phẩm theo khối lượng Kèm xem Video Máy phân cỡ thực phẩm theo khối lượng Máy phân loại quang điện Máy phân loại quang điện Hình ảnh thành phẩm 2.2 Quá trình ép Mục đích : •Phân chia lỏng- rắn trong vật liệu : •Định hình- biến dạng vật liệu : ép tạo ra sợi, tạo hình Quá trình ép •Tính chất của vật liệu ép: •Hóa lý : nước liên kết với chất dinh dưỡng - phân chia thành hai phần : lỏng và bã Liên quan đến : cấu trúc của vật liệu, độ cứng, độ xốp, khả năng đàn hồi của nguyên liệu Biến đổi về vật liệu : Thay đổi chủ yếu về mặt vật lý: về cấu trúc, trạng thái, độ ẩm, trạng thái liên kết, hình dạng,... Quá trình ép làm tăng khả năng tiếp xúc vật liệu với oxy không khí nên dễ xảy ra quá trình oxyhoa các chất dinh dưỡng,đồng thời làm giải phóng các enzyme ra khỏi tế bào cũng làm tăng khả năng oxyhoa. Quá trình ép - Các yếu tố ảnh hưởng Tính chất vật liệu: liên kết giữa các chất dinh dưỡng với phần rắn trong thực phẩm Quá trình xử lí trước khi ép là cần thiết để phá vỡ hoặc làm yếu một phần các liên kết hóa lí, phá màng tế bào bằng các • phương pháp cơ học (nghiền, cắt, va đập...), • phương pháp gia nhiệt • dùng enzyme thủy phân. Ví dụ : Ép mía , Ép dầu : Áp lực ép : quá trình ép tỉ lệ thuận với lực ép, nhưng nếu lực ép tăng quá cao thì làm cho các mao quản bị bịt kín và ngăn cản sự thoát dịch ra ngoài. Vận tốc ép: với một chiều dày ép cố định thì khi tăng vận tốc của máy ép năng suất sẽ tăng lên, còn nếu vận tốc chậm thì năng suất giảm đi nhưng hiệu suất ép lại tăng lên. Quá trình ép Phương pháp thực hiện : Áp suất cao Áp suất thấp Nhiệt độ cao Nhiệt độ thấp Vấn đề thiết bị Máy ép trục vít: ép quả , hạt có dầu sau khi đã nghiền và chưng sấy Máy ép thủy lực: Thích hợp cho vật liệu cứng(hạt có dầu) Máy ép trục: Vật liệu cứng và có sợi mía Máy ép khí nén: Vật liệu cần tránh vò nát (các loại quả) Máy ép thủy lực Máy ép thuỷ lực A: xi lanh máy nén B: xi lanh ép Máy ép trục vít Máy ép trục vít 1: mô tơ 2: trục vít 3: cửa nạp liệu 4: ổ đỡ 5: lưới sàng 6: máng chứa dịch 7: cửa tháo bã ép 2 3 4 57 6 1 Máy ép trục Thảo luận • Nhóm 1 : tìm biện pháp lắng trong nước táo ép? • Nhóm 2 : tìm phương pháp lọc dịch đường thủy phân từ malt đại mạch : Vỏ trấu, chất xơ, nước đường? • Nhóm 3 : tìm phương pháp lọc để làm trong bia thành phẩm : bia, xác nấm men, keo nóng, keo lạnh, cặn mịn? • Nhóm 4 : tìm phương pháp để tách tinh thể đường mía ra khỏi dung dịch kết tinh (tinh thể, nước đường)? • Nhóm 5: tìm phương pháp để tách chất béo ra khỏi sữa tươi? Yêu cầu: SV phải nêu được nguyên tắc, phương pháp thực hiện và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đã chọn? Quá trình lắng Huyền phù Nhũ tương Hệ bọt Chất trợ lắng Nhiệt độ : keo tụ, cảm quan Hệ bụi Hệ mù Vật liệu Lắng trọng lực Lắng ly tâm Quá trình lắng Lắng trọng lực Lắng trọng lực Lắng ly tâm Quá trình lọc Lọc Mục đích? Vật liệu Các yếu tố ảnh hưởng Áp suất lọc Lớp bã P1 P2 Động lực - Lọc gián đoạn - Lọc liên tục - Lọc ở nhiệt độ cao, thấp, thường Link Máy lọc khung bản bản khung Hçn hîp cÇn läc Hồi lưu 2.5 Quá trình ly tâm Nguyên lí của máy ly tâm lọc Ly tâm Ly tâm lắng Huyền phù Nhũ tương r vm Flt 2.  2.5 Quá trình ly tâm Máy ly tâm lọc Ly tâm siêu tốc Làm sạch huyền phù : lỏng –rắn Phân chia hai pha lỏng : lỏng –lỏng Pha lỏng nặng Pha lỏng nhẹ Pha lỏng nhẹ Pha lỏng nặng Pha lỏng sạch Pha rắn tích tụ Hêk thống loại cặn ra ngoài : theo chu kỳ Phân chia hai pha lỏng Loại cặn Pha nhẹ Pha nặng Cặn lắng 2.6 Quá trình phối chế, đảo trộn Phối chế : là quá trình pha trộn giữa 2 hay nhiều thành phần khác nhau để thu được một hỗn hợp đáp ứng nhu cầu đã định 2.6.1. Mục đích, yêu cầu Mục đích: - Tạo sản phẩm mới : pha trộn các chất tạo thành một sản phẩm. - Tăng chất lượng sản phẩm : tạo ra hương thơm, mùi, vị khác nhau làm tăng giá trị cảm quan - Hỗ trợ các quá trình : nguyên liệu cùng pha lỏng với lỏng như hòa siro vào dịch nước quả, pha các loại rượu có nồng độ khác nhau, hòa sữa vào càphê,... với nguyên liệu rắn với lỏng như nước với bột mì Vật liệu và quá trình biến đổi - Vật lí : biến đổi về khối lượng, thể tích, trạng thái, hệ số dẫn nhiệt - Hóa lí : thay đổi về khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, độ hòa tan, tốc độ trao đổi nhiệt - Hóa học : ít có phản ứng hóa học tạo ra - Hóa sinh: thêm các chất bảo quản như vitamin C, benzoat,... làm tăng thời gian bảo quản, tạo pH thấp khi phối chế các chất có axit làm ức chế sự phát triển của vi sinh vật như quá trình nhúng nước giấm. Vật liệu và quá trình biến đổi - Xác định tỉ lệ phối chế Phương pháp toán học: cần phối chế 2 thành phần a và b (% khối lượng) tạo thành hỗn hợp có m (% khối lượng). Tính toán theo công thức sau để biết tỉ lệ của từng thành phần Ta có tỉ lệ Trong đó A: lượng thành phần có nồng độ a% B : là thành phần có nồng độ b% - phương pháp đường chéo: a lượng cấu tử A : = SP*(m-b)/(a-b) m b lượng cẩu tử B := SP* (a-m)/(a-b) do đó 100 . 100 . )( 100100 . 100 . BmAm BA mBbAa  ma bm B A    Bài tập 1. Tính toán lượng nước cất và lượng cồn 96° pha vào nhau để đạt 10 lít được cồn 70° ĐS : cồn 96° : 7,3 lít và nước cất : 2,7 lít 2. Cần pha chế từ 100 lít nước mắm nguyên liệu có độ đạm 30° xuống 12° đạm, hỏi cần sử dụng bao nhiêu lít nước muối chứa 5° đạm và lượng sản phẩm tạo thành là bao nhiêu lít nước mắm? ĐS : nước mắm : 357,14 lít, nước : 257,14 lit 3. Cần pha 2 m³ sản phẩm là dịch rỉ đường để lên men 18°Bx có nồng độ ban đầu là 65°Bx, hỏi cần sử dụng bao nhiêu kg mật rỉ và nước để pha? Biết khối lượng riêng của mật rỉ ở 18oBx là 1020 kg/m³ ĐS : 4. Tính lượng nước cần bổ sung vào dịch đường có nồng độ 21o Bx xuống 12o Bx, biết lượng dịch đường ban đầu là 2000 kg. 5. Tính lượng nước cần bổ sung vào 20 000 kg bia có nồng độ rượu 5,9 % để đưa xuống nồng độ 4,9% độ rượu.