BÀI GIẢNG KỸ THUẬT LẠNH ( ThS. Trần Thế Truyền ) - CHƯƠNG 4

LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM * Mục đích: - Để tăng thời gian bảo quản, nhằm đảm bảo cung cấp nguyên liệu thực phẩm cho sản xuất và tiêu dùng, cho nghiên cứu khoa học... - Làm lạnh đông còn được xem là 1 giai đoạn chế biến thực phẩm trong kỹ thuật sấy thăng hoa, tăng hiệu suất ép rau quả, làm trong nước quả ... - Làm lạnh đông còn để tạo nên tính chất vốn của sản phẩm (đá, kem...) cô đặc, sấy khô ... ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT LẠNH ( ThS. Trần Thế Truyền ) - CHƯƠNG 4 CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM * Mục đích: - Để tăng thời gian bảo quản, nhằm đảm bảo cung cấp nguyên liệu thực phẩm cho sản xuất và tiêu dùng, cho nghiên cứu khoa học... - Làm lạnh đông còn được xem là 1 giai đoạn chế biến thực phẩm trong kỹ thuật sấy thăng hoa, tăng hiệu suất ép rau quả, làm trong nước quả ... - Làm lạnh đông còn để tạo nên tính chất vốn của sản phẩm (đá, kem...) cô đặc, sấy khô ... 4.1. Sự khác nhau giữa làm lạnh và lạnh đông Ở đây chỉ nêu 1 vài điểm chủ yếu của qúa trình làm lạnh đông khác với làm lạnh thường: - Trong làm lạnh đông có sự đóng băng nước, do đó ngăn cản sự hoạt động, phát triển của VSV, của hệ thống men bản thân sản phẩm. - Trong làm lạnh đông sản phẩm có nhiệt độ thấp hơn 00C (qui định t0 ≤ - 60C) nên kìm hãm cả các qúa trình lý - sinh lý - sinh hóa - hoá học trong sản phẩm. - Sản phẩm lạnh đông cứng và trắng sáng, có tỉ trọng nhẹ đi, (do đá tăng thể tích chừng 10%), có sự thay đổi tính nhiệt lý của sản phẩm và có cả sự thay đổi cấu trúc tế bảo sản phẩm . 4.2. Sự quá lạnh và tác dụng của nó trong quá trình làm lạnh đông * Hiện tượng quá lạnh là hiện tượng khi hạ nhiệt độ dưới 00C mà nước trong sản phẩm, trong tế bào vẫn chưa đóng băng.. Sự chậm kết tinh nước và chậm xuất tâm kết tinh này lại phụ thuộc vào nồng độ phân tử của dịch bào, nhiệt độ và kích thước ống mao dẫn, phụ thuộc vào tính chất nhiệt lý cấu tạo hệ thống keo Protit - nước của sản phẩm, phụ thuộc vào tốc độ hạ nhiệt độ của môi trường làm lạnh. Ở đây ta xét ảnh hưởng của nhiệt độ thấp và kích thước mao dẫn đến sự quá lạnh. - Trong môi trường lỏng luôn có sự chuyển động nhiệt (chuyển động Brao) và chuyển động tương hỗ. Ở nhiệt độ thấp chuyển động nhiệt giảm, mà tăng cường chuyển động tương hỗ (do tăng lực tác dụng tương hỗ) sẽ làm tăng cường khả năng kết hợp các phân tử với nhau. Cho nên ở nhiệt độ nào đó mà hệ thống chuyển động được cân bằng theo phương trình lực. Pkết hợp = Pđẩy + Pchuyển động nhiệt. http://www.ebook.edu.vn - 43 - Thì xuất hiện tâm kết tinh của mạng lưới tinh thể. Đối với nước nguyên chất pt được cân bằng ở 00C, còn đối với dung dịch (đường, muối) do có lực đẩy lớn (trong dung dịch có các phần tử tích điện cùng dấu) cho nên phương trình lực chỉ cân bằng ở nhiệt độ < 00C - Ống mao dẫn cùng ảnh hưởng rất lớn đến sự quá lạnh trong ống mao dẫn bao giờ cũng có 2 lực tác dụng lên 1 phần tử chất lỏng: lực hút vào (nén) và lực căng mặt ngoài. Lực hút vào giảm dần từ bề mặt chất lỏng vào sâu trong mao dẫn, còn lực căng bề mặt ổn định lắp lòng và bề mặt chất lỏng. Ở một lớp nào đó của chất lỏng sẽ có sự cân bằng giữa lực hút và lực căng ra làm cho phần tử ổn định, có khả năng tạo thành mạng lưới tinh thể và kết tinh được trong mao dẫn ở lớp ngoài và lớp trong cùng thì không có sự cân bằng 2 lớp tác dụng ấy nên không thể tạo miền tinh thể được. Ở lớp ngoài các phần tử chịu nén ép mạnh hơn nên mạng lưới tinh thể bị co lại, còn ở lớp trong thì lực hút vào bé nên mạng lưới tinh thể to ra, chất lỏng tăng thể tích cũng không sinh mầm kết tinh được. Ống mao dẫn càng bé thì Δt quá lạnh càng lớn (nhiệt độ quá lạnh càng thấp). Ví dụ ống φ = 1mm thì tql = -5 ÷ -6 và khi φ = 0,2 ÷ 0,3mm thì tql = -15 ÷ -180C. Qua thí nghiệm người ta thấy rằng tql càng thấp thì sự tạo thành mầm tinh thể có chậm, nhưng khi tạo được thì tạo 1 cách nhanh chóng, nhất loạt và nhiều vô kể, lúc đó kích thước tinh thể tạo thành rất bé. Và khi tql thấp đến 1 mức nào đó thì chất lỏng sẽ không tạo được tinh thể, chỉ tạo được chất rắn vô định hình (dạng thủy tinh thể) (ở tql < - 800C) Ảnh hưởng của tql đến số lượng tinh thể đá tạo thành (λ’) và kích thước của tinh thể đá (V) như sau: Hình *** Trong thực phẩm độ quá lạnh thường không lớn lắm, đối với nước dịch từ thịt gia súc, cá, chim thì tql ≈ -50C, đối với sữa -60C, đối với trứng thì tới -110C Nhiều công trình nghiên cứu cho biết nếu t0 > -300C thì kích thước tinh thể phát triển bình thường lớn dần về chiều dài cũng như chiều ngang, nhưng nếu t0 < -300C thì kích thước tinh thể đá chỉ phát triển theo chiều dài và trở thành sợi bao bọc xung quanh tế bào, lúc này các tinh thể đá không những không phá huỷ cấu trúc mô tế bào của sản phẩm mà còn bảo vệ cho tế bào được nguyên vẹn. Trong công nghiệp lạnh đông thực phẩm, để tăng Δtql, người ta thường dùng biện pháp tăng nồng độ phân tử của sản phẩm là biện pháp quyết định nhất vào có hiệu quả nhất. Tăng nồng độ phân tử bằng đường tới thiên nhiên tức là để rau, quả, nguyên liệu đạt độ chín kỹ thuật để có các qúa trình chuyển hóa : Protein pectin http://www.ebook.edu.vn - 44 - Gluxit đường ...