Chương 1 VAI TRÒ CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 1. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm Năm 1745 nhà bác học Nga Lômônôxốp trong một luận án nổi tiếng “Bàn về nguyên nhân của nóng và lạnh“ đã cho rằng: Những quá trình sống và thối rửa diễn ra nhanh hơn do nhiệt độ cao và kìm hãm chậm lại do nhiệt độ thấp. Thật vậy, biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở nhiệt 50oC vì ở nhiệt độ này rất thích hợp cho hoạt hoá của men phân giảiđộ 40 (enzim) của bản thân thực phẩm và vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế.
Trong phạm vi nhiệt độ bình thường cứ giảm 10oC thì tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3 lần. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưng không tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 0oC, phần lớn hoạt động của enzim bị đình chỉ. Tuy nhiên một số men như lipaza, trypsin, catalaza ở nhiệt độ -191oC cũng không bị phá huỷ.
Nhiệt độ càng thấp khả năng phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ. Khi nhiệt độ giảm thì hoạt động sống của tế bào giảm là do: - Cấu trúc tế bào bị co rút Trang 5 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả - Độ nhớt dịch tế bào tăng - Sự khuyếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm. - Hoạt tính của enzim có trong tế bào giảm.1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ Nhiệt độ (0C) 40 10 0 -10 Khả năng phân giải (%) 11,9 3,89 2,26 0,70 Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thể độc lập với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị chết khi nước trong nó chưa đóng băng.
Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bào động vật chết khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4oC so với thân nhiệt bình thường của nó. Tế bào động vật chết là do chủ yếu độ nhớt tăng và sự phân lớp của các chất tan trong cơ thể.
Một số loài động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ giảm, cơ thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường của điều kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống của chúng phục hồi, điều này được ứng dụng trong vận chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạng tươi sống, đảm bảo chất lượng tốt và giảm chi phí vận chuyển. Ảnh hưởng của lạnh đối với vi sinh vật. - Khả năng chịu lạnh của mỗi loài vi sinh vật có 0 0C.
Tuy nhiên một số khác chịu lạnh ở nhiệt độ khác nhau. Một số loài chết ở nhiệt độ 2 0C hay ở nhiệt độ thấp hơn. - Khi nhiệt độ hạ xuống thấp nước trong tế bào vi sinh vật đông đặc làm vỡ màng tế bào sinh vật. Mặt khác nhiệt độ thấp, nước đóng băng làm mất môi trường khuyếch tán chất tan, gây biến tính của nước làm cho vi sinh vật chết.
Trang 6 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả - Trong tự nhiên có 3 loại vi sinh vật thường phát triển theo chế độ nhiệt riêng Bảng 1.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vi sinh vật Nhiệt độ Nhiệt độ Vi khuẩn thích hợp Nhiệt độ cao nhất thấp nhất nhất Vi khuẩn ưa lạnh (Psychrophiles)- 90oC 55oC Vi khuẩn ưa ấm(Mesophiles)- Vi 20oC40 40oC50 70oC30oC45oC50 khuẩn ưa nóng(Thermopphiles) 0oC10 20oC20 15 Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, nhưng ở nhiệt độ -10 0C hầu hết ngừng hoạt động ngoài trừ các loài Mucor, Rhizopus, Penicellium. Để ngăn ngừa mốc phải duy trì nhiệt độ dưới -150C. Các loài nấm có thể sống ở nơi khan nước nhưng tối thiểu phải đạt 15%. Ở nhiệt độ -18 0C, 86% lượng nước đóng băng, còn lại 14% không đủ cho vi sinh vật phát triển.
Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần duy trì nhiệt độ kho lạnh ít nhất - 180C. Để bảo quả thực phẩm người ta có thể thực hiện nhiều cách như: Phơi, sấy khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phương pháp bảo quả lạnh tỏ ra có ưu điểm nổi bật vì: - Hầu hết thực phẩm, nông sản đều thích hợp đối với phương pháp này. - Việc thực hiện bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với tính chất mùa vụ của nhiều loại thực phẩm nông sản.
- Bảo tồn tối đa các thuộc tính tự nhiên của thực phẩm, giữ gìn được hương vị, màu sắc, các vi lượng và dinh dưỡng trong thực phẩm. Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm Trang 7 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Thực phẩm trước khi được đưa vào các kho lạnh bảo quản, cần được tiến hành xử lý lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau khi đánh bắt, giết mổ xuống nhiệt độ bảo quản. Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm là xử lý lạnh và xử lý lạnh đông a) Xử lý lạnh là làm lạnh các sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu. Nhiệt độ bảo quản này phải nằm trên điểm đóng băng của sản phẩm.
Đặc điểm là sau khi xử lý lạnh, sản phẩm còn mềm, chưa bị hóa cứng do đóng băng. b) Xử lý lạnh đông là kết đông (làm lạnh đông) các sản phẩm. Sản phẩm hoàn toàn hóa cứng do hầu hết nước và dịch trong sản phẩm đã đóng thành băng. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C.
Xử lý lạnh đông có hai phương pháp: a) Kết đông hai pha Thực phẩm nóng đầu tiên được làm lạnh từ 37 0C xuống khoảng 40C sau đó đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -80C. b) Kết đông một pha Thực phẩm còn nóng được đưa ngay vào thiết bị kết đông để hạ nhiệt độ tâm khối thực phẩm xuống đạt dưới -80C. Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn so với kết đông hai pha vì tổng thời gian của quá trình giảm, tổn hao khối lượng do khô ngót giảm nhiều, chi phí lạnh và diện tích buồng lạnh cũng giảm. Đối với chế biến thịt thường sử dụng phương pháp một pha.
Đối với hàng thuỷ sản do phải qua khâu chế biến và tích trữ trong kho chờ đông nên thực tế diễn ra hai pha. Các loại thực phẩm khác nhau sẽ có chế độ bảo quản và đông lạnh thích hợp khác nhau. Ở chế độ bảo quản lạnh và trong giai đoạn đầu của quá trình kết động hai pha, người ta phải gia lạnh sản phẩm. Thông thường thực phẩm được gia lạnh trong môi trường không khí với các thông số sau: Trang 8 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả - Độ ẩm không khí trong buồng: 85 90% - Tốc độ không khí đối lưu tự nhiên: 0,1 - 0,2 m/s; đối lưu cưỡng bức cho phép 0,5 m/s (kể cả rau quả, thịt, cá, trứng.
- Giai đoạn đầu, khi nhiệt độ sản phẩm còn cao, người ta giữ nhiệt độ không khí gia lạnh thấp hơn nhiệt độ đóng băng của sản phẩm chừng 1 - 2 0C. Nhiệt độ đóng băng của một số sản phẩm như sau: Thịt 1,2 - 4,20C. Nhiệt độ không khí gia tăng 20C - 0C Cá từ 0,6 - 20C. Rau quả 0,8 - 4,20C thời gian gia nhiệt kéo dài thêm 5h.
Sau khi tăng nhiệt độ sản phẩm đạt 3 - 8 0C, nhiệt độ không khí tăng lên 1 0C. Tóm lại, cần tăng tốc độ gia lạnh nhưng phải tránh đóng băng trong sản phẩm. Trong một kho lạnh có thể có buồng gia lạnh riêng biệt. Song cũng có thể sử dụng buồng bảo quản lạnh để gia lạnh.
Khi đó, số lượng sản phẩm đưa vào phải phù hợp với năng suất lạnh của buồng. Các sản phẩm nóng phải bố trí đều cạnh các dàn lạnh để rút ngắn thời gian gia lạnh. Sản phẩm khi gia lạnh xong phải thu dọn và sắp xếp vào vị trí hợp lý trong buồng để tiếp tục gia lạnh đợt tiếp theo. Trang 9 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Chương 2 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH 2.Khảo sát sơ đồ mặt bằng lắp đặt kho lạnh 2.
Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh. Chọn địa điểm kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng kho. Khi chọn địa điểm thì ta phải biết được các thông số về khí tượng thuỷ văn, địa lí… Từ đó đề ra các phương án thiết kế và xây dựng kho cho thích hợp để làm cho công trình có giá thành thấp nhất và chất lượng công trình là tốt nhất, cũng tránh được các rủi ro do thiên tai gây ra như thiên tai, lũ lụt… tại địa phương xây dựng kho. Kho lạnh bảo quản được đặt gần chợ đầu mối quận Thủ Đức Thành Phố Hồ Chí Minh.
Các thông số khí hậu Các thông số khí hậu này được thống kê, khi tính toán đảm bảo độ an toàn thì ta phải lấy giá trị cao nhất, tức là giá trị khắc nghiệt nhất để đảm bảo độ an toàn cho máy lạnh và tránh các sự cố đáng tiếc xảy ra. Tra bảng 1-1 sách HDTKHTL ta có. Trang 10 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Bảng 2-1. Thông số khí hậu ở TPHCM.
Nhiệt độ, 0C Độ ẩm tương đối, % TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 26,7 37,3 17,4 78 82 2. Các điều kiện bảo quản trong kho. Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho cũng chính là điều kiện môi trường trong kho mà ta phải tạo ra để duy trì sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. a) Chọn nhiệt độ bảo quản.
Nhiệt độ bảo quản thực phẩm phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản của chúng. Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp. Kho lạnh bảo quản rau quả chủ yếu là sup lơ, carot, khoai tây… nên thời gian bảo quản khoảng 2 đến 3 tuần chọn nhiệt độ bảo quản là 20C. b) Độ ẩm của không khí trong kho lạnh.
Độ ẩm của không khí trong kho ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi sử dụng. Bởi vì độ ẩm của không khí trong kho liên quan đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm.