Bài Giảng Các Quá Trình Cơ Bản Trong CNTP - GV. Nguyễn Thạch Minh (ĐHCN TPHCM)

Chuyên khảo phân tích Cac qua trinh c bn trong cntp, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Đề tài: Cac Qua Trinh C Bn Trong Cntp

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
• 1.1. Khái niệm CNTP
• 1.1.1. Biến đổi của vật liệu
• 1.1.1.1. Tính chất vật lý và biến đổi
• 1.1.1.2. Tính chất hóa lý và biến đổi
• 1.1.1.3. Tính chất hóa học và biến đổi
• 1.1.1.4. Tính chất hóa sinh và biến đổi
• 1.1.1.5. Tính chất sinh học và biến đổi
• 1.1.1.6. Tính chất cảm quan và biến đổi
• 1.1.2. Tính chất hệ thống của công nghệ thực phẩm
• 1.2. Phân loại các phương pháp trong CNTP
• 1.2.1. Phân loại các phương pháp
• 1.2.2. Mục đích của quá trình
• 1.3. Phân loại các quá trình công nghệ
• 1.4. Yêu cầu thiết bị trong CNTP
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH CƠ LÝ
• 2.1. Quá trình phân loại
• 2.1.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.1.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.1.3. Phương pháp thực hiện
• 2.1.4. Hiệu suất của quá trình phân chia
• 2.1.5. Thiết bị phân loại
• 2.2. Quá trình ép
• 2.2.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.2.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.2.3. Phương pháp thực hiện
• 2.2.4. Vấn đề thiết bị
• 2.3. Quá trình lắng
• 2.3.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.3.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.3.3. Phương pháp thực hiện
• 2.3.4. Vấn đề thiết bị
• 2.4. Quá trình lọc
• 2.4.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.4.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.4.3. Phương pháp thực hiện
• 2.4.4. Vấn đề thiết bị
• 2.5. Quá trình ly tâm
• 2.5.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.5.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.5.3. Phương pháp thực hiện
• 2.5.4. Vấn đề thiết bị
• 2.6. Quá trình phối chế, đảo trộn
• 2.6.1. Mục đích, yêu cầu
• 2.6.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 2.6.3. Phương pháp thực hiện
• 2.6.4. Vấn đề thiết bị
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT
• 3.1. Quá trình đun nóng, làm nguội
• 3.1.1. Mục đích, yêu cầu
• 3.1.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 3.1.3. Phương pháp thực hiện
• 3.1.4. Vấn đề thiết bị
• 3.2. Quá trình làm lạnh và lạnh đông
• 3.2.1. Mục đích, yêu cầu
• 3.2.2. Vật liệu và quá trình biến đổi
• 3.2.3. Phương pháp thực hiện
• 3.2.4. Vấn đề thiết bị
• 3.2.5. Công đoạn trong làm lạnh đông
• 3.2.6. Cơ sở khoa học của kỹ thuật làm lạnh đông
• 3.2.6.1. Cơ chế đóng băng
• 3.2.6.2. Các hình thức làm lạnh đông
• 4. CHƯƠNG 4: CÁC QUÁ TRÌNH HÓA LÝ
• 5. CHƯƠNG 5: CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC
• 6. CHƯƠNG 6: CÁC QUÁ TRÌNH SINH HÓA VÀ SINH HỌC
• 7. CHƯƠNG 7: CÁC QUÁ TRÌNH HOÀN THIỆN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám Phá Nền Tảng Các Quá Trình Cơ Bản Trong CNTP Là Gì

Trong ngành công nghệ thực phẩm (CNTP), việc nắm vững các nguyên lý vận hành là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm được định nghĩa là một hoặc nhiều tác động về cơ học, vật lý, hóa học, hóa sinh hoặc vi sinh nhằm thay đổi trạng thái ban đầu của vật liệu. Mục tiêu của các quá trình này là tạo ra bán thành phẩm cho công đoạn tiếp theo hoặc sản phẩm hoàn chỉnh. Hiểu rõ bản chất của từng quá trình cho phép các kỹ sư phân tích, đánh giá và tối ưu hóa dây chuyền sản xuất. Mỗi quá trình đều liên quan đến các yếu tố cốt lõi: vật liệu và những biến đổi của nó, phương pháp thực hiện, yêu cầu về thiết bị và năng lượng. Theo tài liệu của Nguyễn Thạch Minh, mục tiêu của việc nghiên cứu các quá trình cơ bản trong CNTP là trang bị kiến thức nền tảng về bản chất, phạm vi sử dụng, và các yếu tố ảnh hưởng. Từ đó, người học có khả năng vận dụng vào thực tế sản xuất, phân tích một dây chuyền công nghệ và áp dụng hợp lý các phương pháp vào quy trình. Các quá trình này không hoạt động độc lập mà là một hệ thống tích hợp, nơi đầu ra của quá trình này là đầu vào của quá trình khác. Chúng được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí như mục đích sử dụng, bản chất biến đổi, hoặc loại năng lượng sử dụng, tạo nên một bức tranh tổng thể về chế biến thực phẩm.

1.1. Định nghĩa và vai trò của quá trình công nghệ cơ bản

Một quá trình công nghệ cơ bản (QTCNCB) là tập hợp các tác động có chủ đích lên nguyên liệu thực phẩm. Các tác động này có thể là quá trình cơ học như nghiền, ép, hoặc quá trình nhiệt như đun nóng, làm lạnh. Mục đích chính là biến đổi vật liệu từ trạng thái ban đầu sang một trạng thái mới, đáp ứng yêu cầu sản xuất. Ví dụ, quá trình ép nước mía là một QTCNCB nhằm khai thác dịch đường từ cây mía. Vai trò của các quá trình này là vô cùng quan trọng, chúng là những mắt xích không thể thiếu trong mọi dây chuyền sản xuất thực phẩm. Việc thực hiện đúng kỹ thuật giúp đảm bảo chất lượng, an toàn và tối ưu hóa chi phí sản xuất. Theo Lê Bạch Tuyết (1996), việc hiểu rõ bản chất từng quá trình giúp doanh nghiệp kiểm soát tốt hơn các biến đổi vật lý và hóa học, từ đó nâng cao giá trị sản phẩm.

1.2. Phân loại các quá trình theo mục đích và bản chất

Việc phân loại các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm giúp hệ thống hóa kiến thức và lựa chọn phương pháp phù hợp. Dựa trên mục đích, các quá trình được chia thành 5 nhóm chính: chuẩn bị (làm sạch, phân loại), khai thác (ép, trích ly), chế biến (lên men, đun nấu), bảo quản thực phẩm (làm lạnh, sấy khô), và hoàn thiện (tạo hình, bao gói). Mỗi nhóm thực hiện một chức năng riêng biệt. Về bản chất, các quá trình được phân thành: quá trình cơ học (thay đổi cấu trúc vật lý), quá trình nhiệt (thay đổi nhiệt độ), quá trình hóa lý (thay đổi pha, khuếch tán), quá trình hóa học (thủy phân, oxy hóa), và quá trình sinh hóa (hoạt động của enzyme, vi sinh vật). Sự phân loại này giúp nhận diện chính xác những biến đổi hóa học hay vật lý xảy ra với nguyên liệu.

II. Thách Thức Quản Lý Biến Đổi Vật Liệu Trong Công Nghệ TP

Quản lý các biến đổi của vật liệu là thách thức lớn nhất trong các quá trình cơ bản của công nghệ thực phẩm. Mỗi tác động, dù là cơ học hay nhiệt, đều gây ra những thay đổi phức tạp. Các biến đổi vật lý như hình dạng, khối lượng, độ cứng hay màu sắc là những thay đổi dễ nhận biết nhất. Tuy nhiên, những biến đổi sâu hơn về hóa lý, hóa học và sinh học mới thực sự quyết định đến chất lượng dinh dưỡng và an toàn của sản phẩm. Ví dụ, việc gia nhiệt không chỉ làm chín thực phẩm mà còn có thể phá hủy vitamin, biến tính protein hoặc tạo ra các hợp chất không mong muốn. Tương tự, các quá trình cơ học như nghiền quá mức có thể làm tăng diện tích tiếp xúc, thúc đẩy quá trình oxy hóa. Thách thức đặt ra là phải kiểm soát các quá trình này một cách chính xác để tối đa hóa các biến đổi có lợi và giảm thiểu các tác động tiêu cực. Điều này đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về bản chất nguyên liệu, các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, thời gian) và khả năng vận hành thiết bị công nghệ thực phẩm một cách tối ưu. Việc không kiểm soát được các biến đổi này có thể dẫn đến sản phẩm không đạt chuẩn, giảm giá trị cảm quan và thậm chí gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng.

2.1. Các biến đổi vật lý và hóa lý cần được kiểm soát

Trong chế biến thực phẩm, các biến đổi vật lý liên quan đến sự thay đổi về cấu trúc, hình dạng và trạng thái mà không tạo ra chất mới. Ví dụ, quá trình nghiền làm giảm kích thước hạt, quá trình ép làm tách pha lỏng-rắn. Các biến đổi hóa lý phức tạp hơn, bao gồm các hiện tượng như bốc hơi, kết tinh, hòa tan, hay đông tụ keo. Khi đun nóng dịch đường, nước bốc hơi làm tăng nồng độ chất khô, đây là một biến đổi hóa lý điển hình trong quá trình cô đặc. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số như nhiệt độ, áp suất là cần thiết để quá trình diễn ra đúng hướng. Sai lệch trong kiểm soát có thể dẫn đến hiện tượng cháy, caramen hóa không mong muốn hoặc sản phẩm không đạt độ khô yêu cầu.

2.2. Sự biến đổi hóa sinh và vi sinh ảnh hưởng chất lượng

Các biến đổi hóa học, hóa sinh và vi sinh là những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng và độ an toàn của thực phẩm. Phản ứng hóa học có thể là sự thủy phân protein, oxy hóa chất béo, hay phản ứng Maillard tạo màu và mùi đặc trưng. Các quá trình hóa sinh thường liên quan đến hoạt động của enzyme, ví dụ như quá trình chín của trái cây sau thu hoạch. Biến đổi vi sinh là sự phát triển của vi sinh vật, có thể có lợi (trong lên men) hoặc có hại (gây hư hỏng). Kiểm soát các biến đổi này là cực kỳ quan trọng. Ví dụ, trong bảo quản thực phẩm, mục tiêu chính là ức chế hoạt động của enzyme và vi sinh vật gây hại thông qua các quá trình nhiệt hoặc làm lạnh, nhằm kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm mà vẫn giữ được chất lượng tốt nhất.

III. Top 5 Quá Trình Cơ Học Cơ Bản Trong Chế Biến Thực Phẩm

Các quá trình cơ học là nhóm quy trình nền tảng, xuất hiện trong hầu hết các dây chuyền công nghệ thực phẩm. Mục đích chính của chúng là thay đổi các đặc tính vật lý của nguyên liệu như kích thước, hình dạng hoặc tách các thành phần ra khỏi nhau mà không làm thay đổi bản chất hóa học. Đây là các bước chuẩn bị hoặc khai thác quan trọng. Ví dụ, phân loại giúp đồng nhất nguyên liệu đầu vào, ép giúp thu hồi dịch quả, lọc làm trong dịch đường, ly tâm tách kem ra khỏi sữa, và phối trộn tạo ra sản phẩm đồng nhất. Mỗi quá trình này đều yêu cầu các loại thiết bị công nghệ thực phẩm chuyên dụng và phương pháp vận hành khác nhau. Hiệu suất của các quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của toàn bộ dây chuyền. Việc lựa chọn đúng phương pháp và thiết bị, ví dụ như chọn máy ép trục vít cho hạt có dầu hay máy ép thủy lực cho vật liệu cứng, là yếu tố quyết định để tối ưu hóa việc thu hồi sản phẩm và giảm thiểu tổn thất. Đây là những kỹ thuật cốt lõi trong các quá trình cơ bản trong CNTP.

3.1. Phương pháp phân chia lọc và ly tâm trong CNTP

Phân chia, lọc, và ly tâm là ba quá trình cơ học cơ bản nhằm mục đích tách các cấu tử trong một hỗn hợp không đồng nhất. Quá trình phân loại (hay phân chia) tách các vật liệu dựa trên sự khác biệt về kích thước, hình dạng, hoặc khối lượng riêng, thường được dùng để chuẩn bị nguyên liệu. Quá trình lọc dùng để phân riêng hỗn hợp lỏng-rắn bằng cách cho hỗn hợp đi qua một lớp vật liệu lọc, giữ lại các hạt rắn. Ly tâm sử dụng lực ly tâm để tách các pha có khối lượng riêng khác nhau, hiệu quả hơn lắng trọng lực, đặc biệt với các hạt mịn hoặc hỗn hợp nhũ tương. Cả ba quá trình này chủ yếu gây ra biến đổi vật lý, giúp tăng chất lượng sản phẩm bằng cách loại bỏ tạp chất hoặc thu hồi thành phần mong muốn.

3.2. Kỹ thuật ép và phối trộn Tối ưu hóa hiệu suất

Quá trình ép có mục đích khai thác (tách pha lỏng-rắn) hoặc hoàn thiện (tạo hình sản phẩm). Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ép bao gồm tính chất vật liệu, áp lực, và thiết bị sử dụng (ép trục vít, ép thủy lực). Quá trình phối trộn nhằm mục đích phân bố đều các cấu tử để tạo ra một hỗn hợp đồng nhất, ví dụ như trộn bột mì với nước hoặc hòa siro vào dịch quả. Việc xác định đúng tỷ lệ phối trộn là yếu tố quan trọng nhất, có thể thực hiện bằng phương pháp toán học hoặc đường chéo. Cả hai quá trình này đều là những kỹ thuật không thể thiếu, giúp tạo ra sản phẩm mới và nâng cao chất lượng trong chế biến thực phẩm, thể hiện rõ vai trò của các quá trình cơ bản trong CNTP.

IV. Hướng Dẫn Các Quá Trình Nhiệt Cơ Bản Trong CNTP Hiệu Quả

Các quá trình nhiệt là nhóm phương pháp sử dụng năng lượng nhiệt để thay đổi nhiệt độ của vật liệu, đóng vai trò then chốt trong chế biến và bảo quản thực phẩm. Hai quá trình đối lập nhưng có liên quan mật thiết là đun nóng và làm nguội/làm lạnh. Đun nóng có thể nhằm mục đích chế biến (làm chín), bảo quản (thanh trùng, tiệt trùng), hoặc chuẩn bị cho công đoạn khác (chần). Ngược lại, làm nguội và lạnh đông là phương pháp bảo quản hiệu quả, giúp làm chậm hoặc ngừng các biến đổi hóa sinh và sự phát triển của vi sinh vật. Việc áp dụng nhiệt độ gây ra hàng loạt biến đổi từ vật lý (thay đổi thể tích, khối lượng), hóa lý (chuyển pha, giảm độ nhớt) đến hóa học và sinh học (biến tính protein, vô hoạt enzyme). Hiểu rõ các biến đổi này giúp kiểm soát chất lượng sản phẩm. Ví dụ, tốc độ gia nhiệt ảnh hưởng đến phản ứng tạo màu và sự bảo toàn vitamin. Tương tự, tốc độ lạnh đông (nhanh hay chậm) quyết định kích thước tinh thể đá hình thành, ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào của thực phẩm sau khi rã đông. Đây là kiến thức cốt lõi về các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm.

4.1. Kỹ thuật đun nóng và làm nguội Mục đích và ứng dụng

Quá trình đun nóng là quá trình tăng nhiệt độ của vật liệu nhằm nhiều mục đích như làm chín, tiêu diệt vi sinh vật, vô hoạt enzyme, hoặc tạo ra các giá trị cảm quan mới (phản ứng Maillard, caramen hóa). Ngược lại, làm nguội là quá trình hạ nhiệt độ, thường được áp dụng để chuẩn bị cho công đoạn bảo quản lạnh hoặc kết thúc nhanh một phản ứng nhiệt. Cả hai quá trình này đều gây ra các biến đổi vật lý và hóa học đáng kể. Việc kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian là yếu tố quyết định để đạt được mục tiêu công nghệ mà không làm suy giảm chất lượng sản phẩm. Các thiết bị trao đổi nhiệt đóng vai trò trung tâm trong việc thực hiện hiệu quả các quá trình này.

4.2. Nguyên lý làm lạnh và lạnh đông trong bảo quản thực phẩm

Làm lạnh và lạnh đông là các phương pháp bảo quản thực phẩm phổ biến dựa trên nguyên tắc hạ nhiệt độ để ức chế các quá trình gây hư hỏng. Làm lạnh (nhiệt độ trên điểm đóng băng) chỉ làm chậm quá trình biến đổi. Trong khi đó, lạnh đông (nhiệt độ dưới điểm đóng băng, thường là -18°C) chuyển phần lớn nước trong thực phẩm thành dạng đá, gần như ngăn chặn hoàn toàn hoạt động của vi sinh vật và enzyme. Tốc độ lạnh đông là yếu tố quan trọng: lạnh đông nhanh tạo tinh thể đá nhỏ, ít phá hủy cấu trúc tế bào, giúp sản phẩm giữ được chất lượng tốt hơn sau khi rã đông. Đây là một trong các quá trình cơ bản trong CNTP có ý nghĩa kinh tế cao, giúp điều phối và xuất khẩu các sản phẩm thực phẩm.

V. Yêu Cầu Về Thiết Bị Cho Các Quá Trình Cơ Bản Trong CNTP

Hiệu quả của các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm phụ thuộc rất lớn vào thiết bị công nghệ thực phẩm. Thiết bị không chỉ là công cụ thực hiện mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và an toàn của sản phẩm. Yêu cầu chung đối với thiết bị trong ngành CNTP là phải dễ dàng điều khiển, kiểm tra và vệ sinh. Đặc biệt, vật liệu chế tạo thiết bị phải có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa để không gây nhiễm bẩn cho thực phẩm. Các vật liệu phổ biến bao gồm thép không gỉ (inox), chất dẻo chuyên dụng hoặc các bề mặt được tráng men. Đối với mỗi quá trình cụ thể, lại có những yêu cầu riêng. Ví dụ, thiết bị cho quá trình cơ học như máy nghiền, máy ép cần có độ bền cao, chịu được lực lớn. Trong khi đó, thiết bị cho quá trình nhiệt như nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt cần có khả năng truyền nhiệt tốt và chịu được áp suất cao. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp, dù là chuyên dụng hay vạn năng, là một bài toán quan trọng trong thiết kế dây chuyền sản xuất, quyết định đến năng suất, chi phí vận hành và chất lượng cuối cùng của sản phẩm.

5.1. Tiêu chuẩn chọn lựa vật liệu chế tạo thiết bị CNTP

Vật liệu chế tạo thiết bị công nghệ thực phẩm phải đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Tiêu chí hàng đầu là không phản ứng với thực phẩm, không thôi nhiễm các chất độc hại và không làm thay đổi mùi vị, màu sắc của sản phẩm. Thép không gỉ (inox), đặc biệt là loại 304 và 316, là lựa chọn phổ biến nhất do đặc tính trơ, bền, chống ăn mòn và dễ làm sạch. Ngoài ra, một số loại nhựa kỹ thuật (như teflon) hoặc vật liệu tráng men cũng được sử dụng cho các ứng dụng đặc thù. Việc lựa chọn đúng vật liệu không chỉ đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì và thay thế trong dài hạn.

5.2. Giới thiệu các thiết bị cơ học và nhiệt tiêu biểu

Trong các quá trình cơ bản trong CNTP, có rất nhiều loại thiết bị chuyên dụng. Đối với quá trình cơ học, các thiết bị tiêu biểu bao gồm: máy sàng (sàng lắc, sàng zig-zag) để phân loại; máy ép (trục vít, thủy lực) để tách dịch; máy lọc khung bản; máy ly tâm lắng hoặc lọc; và các loại máy khuấy, máy trộn để phối trộn. Đối với quá trình nhiệt, các thiết bị phổ biến là: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hoặc ống lồng ống để đun nóng-làm nguội; nồi hai vỏ; tủ sấy, hầm sấy; và các hệ thống lạnh đông như tủ đông gió, tủ đông tiếp xúc hoặc hệ thống IQF (lạnh đông siêu tốc). Mỗi loại thiết bị được thiết kế để tối ưu hóa cho một hoặc một vài quy trình cụ thể.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 1. Khái niệm CNTP -Vật liệu và quá trình biến đổi của vật liệu -Phương pháp ( quy trình) sản xuất -Công cụ sản xuất -Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất 3 Biến đổi cuả vật liệu Nguyên Sản liệu phẩm Công cụ sản xuất Phương pháp sản xuất Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất Biến đổi của vật liệu • Vật lý • Hóa lý • Hóa học • Hóa sinh • Sinh học • Cảm quan Tính chất vật lý và biến đổi • Cơ lý: hình dạng • Biến đổi cơ lý độ cứng, khối lượng, biến lưu • Nhiệt: nhiệt độ, độ dẫn • Biến đổi nhiệt nhiệt, nhiệt hàm. • Quang: độ hoạt động • Biến đổi quang quang học, độ phản chiếu, khả năng hấp thụ. • Điện độ dẫn điện,hằng số điện • Biến đổi điện ly.

Sự biến đổi vật lý liên quan đến việc tạo thành các chất mới, tính chất cảm quan của thực phẩm(màu sắc, mùi vị, hình thức…) 4 Tính chất hóa lý và biến đổi • Tính chất keo • Hydrat hóa, trương (ưa nước, kỵ nước) nở, đông tụ, tạo mixen • Tính chất pha • Bốc hơi, hòa tan, kết tinh, tạo bọt, tạo đông (rắn, lỏng, khí) • Trao đổi chất, truyền • Tính chất khuyếch khối tán(tính hút ẩm, tính phân tán) Tính chất hóa học và biến đổi • Chất dinh dưỡng • Phân giải, thủy phân • Nước • Các phản ứng cộng • Các hợp chất • Các phản ứng oxi hóa • Các sản phẩm trao • Các phản ứng trao đổi chất đổi, trung hòa • Chất bổ xung • Chất nhiễm Tính chất hóa sinh và biến đổi • Trạng thái enzyme • Các lọai phản ứng • Độ chín hóa học có sự tham • Độ lên men gia của enzyme 5 Tính chất sinh học và biến đổi • Cấu tạo tế bào • Biến đổi tế bào • Nguồn gốc sinh học • Phát triển và sinh trưởng • Tình trạng VSV • Biến đổi VSV • Tình trạng vệ sinh • Biến đổi tình trạng vệ sinh • Tính chất sinh lý dinh • Biến đổi sinh lý dinh dưỡng dưỡng Tính chất cảm quan và biến đổi • Mùi vị • Tạo chất thơm • Màu sắc • Biến đổi màu • Trạng thái • Biến đổi trạng thái 6 TÍNH CHẤT HỆ THỐNG CỦA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM • Hệ thống = một tập hợp các phần tử (element) + tập hợp mối quan hệ giữa các phần tử đó. • Các phần tử cấu thành hệ thống có nhiệm vụ chuyển hoá các đại lượng vào của hệ thống (input) thành các đại lượng ra (output) của hệ thống (chức năng của hệ thống). Các phương pháp và quá trình trong CNTP * PP gia công:Vật liệu biến đổi nhưng chưa đạt trạng thái cuối * PP chế biến:Vật liệu biến đổi đạt trạng thái cuối cùng 2. Phân loại các PP: Theo trình tự thời gian(Thu họach, bảo quản, chế biến, bảo quản thành phẩm, xử lý trước sử dụng) Theo trình độ sử dụng công cụ(Thủ công, cơ giới, tự động hóa) Theo nguồn năng lượng sử dụng(Tác nhân vật lý, nội năng Theo tính chất liên tục(Gián đọan, bán liên tục, liên tục) Theo trạng thái ẩm của vật liệu(Khô, ướt) Theo mục đích( Chuẩn bị, khai thác, chế biến, bảo quản, hoàn thiện) Mục đích của quá trình • Chuẩn bị: Nhằm chuẩn bị cho quá trình kế tiếp thuận lợi hơn, không thay đổi hóa học, chỉ biến đổi về mặt vật lý • Khai thác: Tăng giá trị của vật liệu, tăng chất dinh dưỡng, không thay đổi hóa học chỉ biến đổi về vật lý • Chế biến: Thay đổi thành phần hóa học của vật liệu, tạo thành những tính chất mới của sản phẩm • Bảo quản: Nhằm kéo dài thời gian lưu trữ của sản phẩm, tránh hao hụt vật liệu • Hòan thiện: Nhằm tăng giá trị của sản phẩm chủ yếu thay đổi về mặt cảm quan.

• Lưu ý: Có thể một quá trình đồng thời thực hiện nhiều mục đích 2. Phân loại các quá trình công nghệ: • Quá trình cơ học( Phân chia phân loại, nghiền, nén ép, Trộn, lắng, lọc, ly tâm.) • Quá trình nhiệt( Đun nóng, làm nguội, lạnh, chiên, Nướng, sao rang) • Quá trình hoá lý( Trích ly, c/ cất, cô đặc, keo tụ, k/tinh, sấy) • Quá trình hoá học(Thủy phân, thay đổi màu) • Quá trình sinh học, hoá sinh( Chín sau thu hoạch, lên men) • Quá trình hoàn thiện(Taọ hình, bao gói) 10 Tính chất tích hợp Biến đổi Mục đích Vật lý Chuẩn bị Phương pháp Hóa lý hoặc quá trình Khai thác Hóa học Chế biến Hóa sinh Bảo quản Sinh học Hòan thiện Cảm quan 3. Yêu cầu thiết bị trong CNTP - Thiết bị chuyên môn hoặc vạn năng -Dễ điều khiển và kiểm tra -Vật liệu chống ăn mòn và chống oxy hoá( inox, chất dẻo, hoặc tráng men) Chương 2. QUÁ TRÌNH CƠ HỌC - Quá trình ép - Quá trình phân chia.

Bài tập - Quá trình lắng - Quá trình lọc - Quá trình li tâm - Quá trình phối trộn. Bài tập 11 Chương 2 Quá trình cơ học 2. Quá trình phân loại 2. Mục đích, yêu cầu • Tách các cấu tử trong hỗn hợp thông qua sự khác nhau bởi 1 hoặc nhiều tính chất đặc trưng.

• Mục đích chuẩn bị 2. Vật liệu và quá trình biến đổi • Không có biến đổi về chất chỉ biến đổi về thành phần cấu tử(vật lý) 2. Phương pháp thực hiện • 1 dấu hiệu phân chia • 2 dấu hiệu phân chia • Theo độ lớn • Theo hình dạng • Khối lượng riêng và tính chất khí động học • Phân loại theo tính chất từ tính Hiệu suất của quá trình phân chia - 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. 12 • Ví dụ 1 : sau khi làm sạch 145 tấn hạt điều có độ tinh khiết 85% thì thu được sản phẩm có lẫn 2% tạp chất và cho hiệu suất của quá trình phân chia là 95%.

Tính lượng sản phẩm thu được? • Ví dụ 2: sau khi làm sạch 300 tấn hạt gạo có độ tinh khiết 85% thì thu được sản phẩm có lẫn 5% tạp chất và cho hiệu suất của quá trình phân chia là 95%. Tính lượng sản phẩm thu được? • Ví dụ 3: Sản phẩm sau thu hoạch là 145 tấn cà phê nhân. Độ tinh khiết ban đầu 89% thì thu được sản phẩm có lẫn 1% tạp chất và cho hiệu suất của quá trình phân chia là 97%. Tính lượng sản phẩm ban đầu khi mang phân chia? Sàng lắc 13 Sàng zig-zag Thiết bị phân loại Thiết bị phân loại 14 Thiết bị phân loại Thiết bị phân loại Thiết bị sàng sơ bộ 15 Thiết bị sàng tơi Thiết bị sàng Máy phân cỡ thực phẩm 16 Máy phân loại theo khối lượng thực phẩm Chương 2 Quá trình cơ học 2.2 Quá trình ép 2.

Mục đích, yêu cầu • Phân chia lỏng- rắn trong vật liệu • Định hình- biến dạng vật liệu • Mục đích: – Khai thác( ép nước mía trong sản xuất đường) – chuẩn bị(dịch trong sản xuất tinh bột khoai mì) – hoàn thiện( tạo hình sản phẩm) 17 2. Vật liệu và quá trình biến đổI Thay đổi chủ yếu về mặt Vật lý, Không thay đổi nhiều về hóa sinh hóa học, sinh hóa(có thể tổn thất vitamin). Các yếu tố ảnh hưởng Tính chất vật liệu Áp lực ép Vận tốc ép Thiết bị Thao tác Cung cấp năng lượng 2. Phương pháp thực hiện • Áp suất cao • Áp suất thấp • Nhiệt độ cao • Nhiệt độ thấp 2.

Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị ép) • Ép vít: Ép quả , hạt có dầu sau khi đã nghiền và chưng sấy • Thủy lực: Thích hợp cho vật liệu cứng( hạt có dầu) • Trục: Vật liệu cứng và có sợi( mía) • Khí nén: Vật liệu cần tránh vò nát( các loại quả) Nguyên tắc nghiền 18 Máy ép thủy lực Máy ép trục vít Thiết bị ép trục vít 19 Thiết bị ép Thiết bị ép đùn Máy ép thủy lực 20 Máy ép trục Thiết bị ép tạo hình Chương 2. Quá trình cơ học 2.3 Quá trình lắng 2. Mục đích, yêu cầu Phân riêng một hỗn hợp không đồng nhất bằng trọng lực hoặc lực ly tâm Mục đích Khai thác: Tách tinh bột khỏi dịch bào. Chuẩn bị: trước khi lọc, lọai bớt tạp chất 21 2.

Vật liệu và quá trình biến đổi Khí – rắn Lỏng – rắn Lỏng – lơ lửng( huyền phù; nhũ tương; bọt) Lỏng - khí Chỉ biến đổi vật lý( tách pha) Không biến đổi hóa học, hóa lý, sinh hóa Chất lượng tăng lên do loại được tạp chất (cảm quan) Quá trình lắng 2. Phương pháp thực hiện Lắng bằng trọng lực: Bể lắng, thùng lắng, Dorr Lắng bằng lực ly tâm: Cyclon 2. Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị lắng) 22 Lắng trọng lực Lắng ly tâm Thiết bị lắng Thiết bị lắng 23 Thiết bị lắng Thiết bị lắng tĩnh điện Thiết bị lắng cyclon 24 Chương 2 Quá trình cơ học 2.4 Quá trình lọc 2. Mục đích, yêu cầu Phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc.

Mục đích: Khai thác: Sản xuất bột Chuẩn bị: Lọc dịch đường trước khi chế biến 2. Vật liệu và quá trình biến đổi Không tan lẫn vào nhau và có khả năng tách khỏi nhau Vật liệu gồm: khí, bụi, lỏng, rắn. Biến đổi: Vật lý Trong Màu sắc Có khả năng lọc được VSV(sinh học) 2. Phương pháp thực hiện Lọc áp suất không đổi Lọc lưu lượng không đổi Lọc nhiệt độ cao, thấp, thường Lọc nhiệt độ cao( độ nhớt cao) Lọc nhiệt độ thấp( biến đổi khi nhiệt độ cao) Lọc nhiệt độ thường( độ nhớt không cao0 2.

Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị lọc) 25 So sánh thiết bị lắng và lọc ly tâm Thiết bị lọc 26 Thiết bị lọc Thiết bị lọc Thiết bị lọc 27 28 Lọc phân tử 29 Chương2. Quá trình cơ học 2.5 Quá trình ly tâm 2. Mục đích, yêu cầu Tách các phần tử có khối lượng riêng khác nhau Mục đích: Chuẩn bị: tách tạp chất, trước lọc làm giảm áp lực lọc Khai thác: Thu nhận sản phẩm, thu hồi sản phẩm 2. Vật liệu và quá trình biến đổi Hỗn hợp không đồng nhất khí- lỏng- rắn Rắn- lỏng: Lỏng- lỏng: Biến đổi vật lý Trạng thái chất lượng sản phẩm tăng 30 2.

Phương pháp thực hiện Ly tâm lắng ( hỗn hợp có chênh lệch khối lượng riêng nhỏ) Ly tâm lọc (hỗn hợp có chênh lệch khối lượng riêng lớn) 2. Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị ly tâm) Chu kỳ ly tâm • Thời gian mở máy và nhập liệu • Thời gian phân ly hỗn hợp • Thời gian hoàn thiện • Thời gian xả sản phẩm Máy ly tâm 31 Thiết bị ly tâm Thiết bị ly tâm 32 Thiết bị ly tâm Thiết bị ly tâm Chương 2.