công nghệ chế biến lạnh thủy sản

06/04/12
1
LOGO
Thuỷ sảnThuỷ sản
Công nghệ chế biến lạnh
NỘI DUNG
Tính chất của nguyên liệu thuỷ sản
1
Môi trường lạnh
2
Làm lạnh và bảo quản lạnh thuỷ sản
3
Lạnh đông và bảo quản đông thuỷ sản
4
06/04/12
2
TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU
THUỶ SẢN
Nguyên
liệu
Góc trượt
Hình dạng
hình học
Nhiệt dung riêng
Enthapy
Khối lượng riêng
Hệ số truyền nhiệt
Hình dạng hình học
Có 3 hình dạng chuẩn:
- Tấm phẳng: có bề dày nhỏ hơn rất nhiều
so với 2 chiều còn lại.

- Hình trụ: có chiều cao h lớn hơn rất nhiều
so với bề dày.
- Hình cầu: khoảng cách từ tâm đến các
điểm trên bề mặt là bằng nhau
06/04/12
3
Có 3 hình dạng chuẩn:
Tấm phẳng: có bề dày nhỏ hơn rất
nhiều so với 2 chiều còn lại.
Hình trụ: có chiều cao h lớn hơn rất
nhiều so với bề dày.
Hình cầu: Khoảng cách từ tâm đến các
điểm trên bề mặt là bằng nhau
HÌNH DẠNG HÌNH HỌC
Hình dạng hình học
Hình cầu
h = 2R
1
Hình trụ
2
h » 2R
Tấm phẳng
3
h « 2R
h
R
h
R
h
R

Hình dạng thực phẩm có liên quan đến khả năng
trao đổi nhiệt trong quá trình làm lạnh, làm đông và
bảo quản
06/04/12
4
HÌNH DẠNG HÌNH HỌC
So sánh khả năng trao đổi nhiệt
* Hình cầu: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra bề mặt
theo mọi hướng và là như nhau.
* Hình trụ: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra ngoài theo
1 mặt phẳng.
* Hình tấm phẳng: Nhiệt lượng truyền từ tâm ra
ngoài theo 1 đường thẳng.
 Vậy khả năng trao đổi nhiệt ở hình cầu lớn
nhất, ở tấm phẳng nhỏ nhất.
Sử dụng chỉ số hình dạng (F/V) để hiệu chỉnh
việc tính toán thời gian làm lạnh vật thực theo
một dạng hình chuẩn nào gần với vâït thực nhất
Thực tế thực phẩm có rất nhiều dạng hình, người
ta phải đưa về hình dạng chuẩân bằêng cách cắt,
dùng khuôn bao gói, so sánh tương đương
 Để so sánh khả năng trao đổi nhiệt của 3 dạng
hình chuẩn trên phải có cùng ½ bề dày.
HÌNH DẠNG HÌNH HỌC
06/04/12
5
GĨC TRƯỢT
 Đònh nghóa: Góc trượt là gốc nghiêng của mặt
đỡ mà trên đó thực phẩm bắt đầu thay đổi trạng
thái giữa đứng yên và chuyển động dưới tác

động của trọng lực bản thân thực phẩm
 Ứng dụng trong thiết kế vận hành các thiết bò
vận chuyển thực phẩm từ thấp lên cao, từ cao
xuống thấp.
 Góc trượt phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa bề
mặt thực phẩm và bề mặt đỡ, không phụ thuộc
vào kích thước của vật.
KHỐI LƯỢNG RIÊNG
 Ký hiệu: 
 Đơn vò: kg/m
3
 Công thức:  = m/V
 Có 3 dạng KLR
- KLR cá thể
- KLR hỗn hợp
- KLR hữu ích
06/04/12
6
 Sự thay đổi KLR của sản phẩm xảy ra
sâu sắc khi nước trong sản phẩm bắt
đầu đóng băng.
 Sự thay đổi này được dự đốn theo
cơng thức:
m
u
: khối lượng nước không đóng băng
m
s
: khối lượng chất khô
m

i
: khối lượng nước đã đóng băng
KHỐI LƯỢNG RIÊNG
i
i
s
s
u
u
mmm

1111

Khối lượng riêng của một số thành phần tinh khiết
được tính cho thực phẩm lỏng
T (
0
C)
Khối lượng riêng kg/m3)
Nước Protein Lipid Carbohydrat Tro
20
30
40
50
60
70
80
90
100
997,6

995,2
991,2
986,8
983,3
978,2
971,5
965,0
958,0
1289,4
1272,2
1258,8
1246,2
1231,4
1222,6
1212,9
1204,3
1198,4
916,4
913,5
906,7
902,7
894,3
884,9
880,0
876,0
874,2
1424,6
1413,3
1399,2
1386,4

1369,5
1358,2
1346,4
1337,2
1331,7
1743,4
1731,2
1719,8
1704,7
1691,5
1679,1
1668,8
1658,4
1649,3
06/04/12
7
NHIỆT DUNG RIÊNG
 Ký hiệu: C
 Đơn vị: kj/kg.độ
 Định nghĩa: là lượng nhiệt mà một đơn
vị khối lượng thực phẩm trao đổi với
mơi trường bên ngồi để nhiệt độ của
nó thay đổi 1 độ.
 Được tính trong 2 trường hợp:
- Khi nước chưa đóng băng
- Khi nước đóng băng
 Khi nước trong thực phẩm chưa đóng băng.
C=C’.+C”(1-)
C’: Nhiệt dung riêng của nước
C’=1kcal/kg.độ=4,186kj/kg.độ

C”: Nhiệt dung riêng của chất khô
C”=1,3-1,4 kj/kg.độ
: Hàm lượng nước (ẩm trong thực phẩm).
 C phụ thuộc vào hàm lượng nước
C hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ
NHIỆT DUNG RIÊNG
06/04/12
8
 Khi nước trong thực phẩm đóng băng
- Khi nhiệt độ của nước đá giảm thì tỷ lệ nước
đóng băng tăng nên C giảm (giảm theo sự giảm
nhiệt độ).
- Ở một thời điểm nào đó ứng với tỷ lệ nước
đóng băng là W, ta có:
C = C’..(1-W)+C”(1-)+C”’..W
C”’: Nhiệt dung riêng của đá =2,2kj/kg.độ
NHIỆT DUNG RIÊNG
NHIỆT DUNG RIÊNG
 NDR của chất khơ được tính theo
thành phần của ngun liệu
 - Protein
 - Lipid
 - Carbohydrate
 - Tro
06/04/12
9
 NDR của một số thành phần tinh khiết trong TP
T
(
0

C)
Nhiệt dung riêng (kJ/kg.0C)
Nước Protein Lipid Carbohydrat Tro
20
30
40
50
60
70
80
90
100
4,180
4,172
4,174
4,176
4,179
4,185
4,193
4,199
4,21
1,711
1,765
1,775
1,842
1,891
1,914
1,942
1,967
1,993

1,92
8
1,95
3
1,98
1
2,00
4
2,03
6
2,06
2
1,547
1,586
1,626
1,639
1,691
1,734
1,968
1,787
1,824
0,90
8
0,93
7
0,94
7
0,97
6
1,01

1,02
5
1,04
NHIỆT DUNG RIÊNG
 Nhiệt dung riêng trung bình của thực phẩm
trong quá trình làm đông

t
đb
: nhiệt độ của nước trong thực phẩm khi
bắt đầu đóng băng
38,184,0
1,2








t
t
C
dt

NHIỆT DUNG RIÊNG
06/04/12
10
 t

2
: nhiệt độ thực phẩm ở cuối quá trình làm
đông.
t
2
= (t
bm
+ t
tt
)/2
 Ứng dụng: Tính toán nhiệt lượng của thực
phẩm trong các QT công nghệ lạnh thực
phẩm.
db
db
t
t
tt
t
2
2
ln


NHIỆT DUNG RIÊNG
NHIỆT ĐỘ
 ĐN: là đại lượng dùng để biểu diễn trạng
thái nhiệt của vật rắn. Hay nhiệt độ là đại
lượng đặc trưng cho mức độ chuyển động
của các phân tử, nguyên tử.

 Bản chất của nhiệt độ giống như động
năng của các phân tử trong cấu trúc của
vật.
 Đơn vò đo nhiệt độ:
0
C,
0
K,
0
F
06/04/12
11
HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ)
 Hệ số dẫn nhiệt là đại lượng đặc trưng
cho khả năng truyền nhiệt giữa các điểm
bên trong cấu trúc của thực phẩm
 Nó được tính bằng lượng nhiệt truyền qua
một đơn vò thể tích dạng hình hộp lập
phương của thực phẩm, phương truyền
nhiệt vuông góc với 2 bề mặt có độ chênh
lệch nhiệt độ là 1độ, trong thời gian là 1
giây (s).
Cách xác đònh
 Khi nước trong thực phẩm chưa đóng băng
+ Đối với thực phẩm ít chất khí (không xốp).
 =’. +”(1-)
’: hệ số dẫn nhiệt của nước,( ’=0,605w/m.độ)
”: hệ số dẫn nhiệt của chất khô
(”=0,256w/m.độ)
- : hàm lượng nước

  không phụ thuộc vào nhiệt độ mà phụ thuộc
vào 
HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ
06/04/12
12
Khi nước trong thực phẩm đóng băng
 lúc này phụ thuộc vào nhiệt độ vì khi giảm nhiệt
độ thì tỷ lệ nước đóng băng w tăng (
nước đá
>

nước
) nên  thực phẩm tăng.
 = ’.  .(1-w)+ ”.w.(1-)+”’..w
’ : hệ số dẫn nhiệt của nước
” : hệ số dẫn nhiệt của nước đá
”’: hệ số dẫn nhiệt của chất khô
 : hàm lượng nước
w : tổng lượng nước đóng băng.
HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ
Đối với thực phẩm xốp có chứa nhiều khí.
 : khối lượng riêng của cá thể
 : khối lượng riêng hữu ích
 : hàm lượng chất khô
 










hh






125,0004,047,0
h
HỆ SỐ DẪN NHIỆT  (w/m.độ
06/04/12
13
HÀM NHIỆT kj/kg
 Đònh nghóa: hàm nhiệt là đại lượng
đặc trưng cho trạng thái nhiệt của thực
phẩm.
Hàm nhiệt của thực phẩm chính là nội
năng của một đơn vò khối lượng thực
phẩm.
 Không đo được enthalpy của thực
phẩm nhưng đo được sự biến thiên của
nội năng
 nh hưởng của lạnh thường lên tế bào thực vật
- Co bề mặt.
- Độ nhớt của dòch tế bào tăng lên.
- Giảm hoạt độ của nước.

- Hoạt động của hệ enzime giảm
- Làm chậm/ngừng các phản ứng sinh hoá học bên trong cơ
thể.
- Mỗi loại thực vật có khả năng nhiệt khác nhau.
ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI
VỚI TẾ BÀO SỐNG
06/04/12
14
ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI
VỚI TẾ BÀO SỐNG
 Điều kiện bảo quản tối ưu của một số rau quả
Thực phẩm Nhiệt độ Độ ẩm tương đối
(%)
Thực phẩm
Mơ
Chuối
Đậu
Chanh
Khoai tây
Cà chua
Cà rốt
Anh đào
-0,5-1
11-15,5
7
10-14
3-10
4-10
0
-1

90
85-95
90-95
85-90
90-95
85-90
98-100
90-95
7-14
7-10
7-10
40-140
150-240
4-7
28-42
14-20
ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI
VỚI TẾ BÀO SỐNG
 nh hưởng của lạnh thường lên tế bào động vật
- Cũng có các hiện tượng co bề mặt
- Tăng độ nhớt dòch bào
- Hoạt độ nước giảm.
- Đối với động vật máu nóng : khả năng chòu lạnh kém :
chỉ cần giảm 4
0
C so với thân nhiệt bình thường thì nó sẽ
chết.
- Đối với động vật máu lạnh (ĐVTS) : khả năng chòu lạnh
tốt hơn
06/04/12

15
ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI
VỚI TẾ BÀO SỐNG
 nh hưởng của lạnh thường lên tế bào VSV
- Cũng có các hiện tượng co bề mặt, tăng độ
nhớt của dòch bào, a
w
giảm, giảm hoạt độ của
enzime…
- Do các biến đổi trên, hoạt động của VSV chậm
lại (bò ức chế hoạt động).
- Dưới nhiệt độ thích hợp của VSV cứ giảm 10
0
C
thì hoạt động giảm 1/2-1/3.
ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI
VỚI TẾ BÀO SỐNG
 nh hưởng của lạnh đông lên tế bào
thực vật
- Tuỳ tốc độ lạnh đông mà ảnh hưởng này rất
khác nhau
- Nếu lạnh đông chậm, số tinh thể hình thành ít,
kích thướt to gây rách vở tế bào.
- Nếu làm đông cực nhanh với tốc độ phù hợp
nước đóng băng tại vò trí tồn tại của nó nên ít
ảnh hưởng xấu đến TBTV
- Đa số TB TV chết khi nước đóng băng
06/04/12
16
ẢNH HƯỞNG LẠNH ĐÔNG LÊN

TẾ BÀO SỐNG
 nh hưởng của lạnh đông lên tế bào
động vật.
- Các biến đổi bên trong cũng giống như tế bào
thực vật, khi nước đóng băng đa phần TB bò
chết.
- Trường hợp đông cực nhanh theo một điều kiện
xacù đònh thì TB động vật tuy không còn hoạt
động nhưng vẫn còn sống và có thể phục hồi sự
sống khi được làm ấm ở điều kiện thích hợp
 nh hưởng của lạnh đông lên tế bào
VSV
- VSV có cấu tạo và quá trình TĐC đơn giản, do
vậy, khả năng chòu nhiệt độ thấp và ảnh hưởng
của sự đóng băng nước trong qua trình làm đông
tốt hơn TV và ĐV.
- Tuỳ nhiệt độ làm đông và mức độ đóng băng của
nước mà VSV sẽ ngừng hoạt động ở các nhiệt
độ khác nhau
ẢNH HƯỞNG LẠNH ĐƠNG LÊN
TẾ BÀO SỐNG
06/04/12
17
SỰ TẠO THÀNH NƯỚC VƠ
ĐỊNH HÌNH
 Nước có khả năng chuyển vào trạng thái vô đònh hình
(glass), không có cấu trúc tinh thể, do đó, nước không
có khả năng khuếch tán từ nơi này đến nơi khác và
không làm vỡ, rách cấu trúc tế bào, nó có thể giữ cho tế
bào sống lại được

 Do nước giảm mức năng lượng đột ngột, các phân tử
không kòp sắp xếp vào vò trí mạng. Chúng ngừng chuyển
động và liên kết tạo thành chất rắn ở trạng thái tinh thể,
không có tính chất của tinh thể đá nên không gây ảnh
hưởng xấu đến tế bào.
 Đối với nước tinh khiết nhiệt độ hình
thành trạng thái vơ định hình:
 -125
0
C  -145
0
C
 Đối với nước trong thực phẩm
 -140
0
C  -180
0
C
 Vận tốc giảm nhiệt độ đê hình thành
nước vơ định hình là > 100
0
C/s.
SỰ TẠO THÀNH NƯỚC VƠ
ĐỊNH HÌNH
06/04/12
18
MÔI TRƯỜNG LẠNH
MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ1
MÔI TRƯỜNG LẠNH LỎNG
2

MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
3
4
5
 Sử dụng không khí có nhiệt độ thấp
 Trao đổi nhiệt đối lưu với hệ số cấp
nhiệt 
Tại dàn lạnh hay tại các nguồn lạnh
khác: kkhí nhả nhiệt cho dàn lạnh, hạ
nhiệt độ.
Tại vị trí trao đổi nhiệt với thực phẩm thì
không khí lại nhận nhiệt làm giảm nhiệt
độ của thực phẩm
MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ
06/04/12
19
 Ưu, nhược điểm
 Ưu điểm:
 - Dễ kiếm, tương đối sạch, ít nhiễm bẩn, dễ
làm sạch.
 - Có nhiệt dung riêng bé
 Nhược điểm
 - Hệ số trao đổi nhiệt  bé
 - KK có chứa ẩm nên ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm.
 - Trong kk có chứa O2, có khả năng gây OXH
sản phẩm.
MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ
 Các thông số đặc trưng cho môi
trường lạnh kk

 Nhiệt độ
 Vận tốc
 Độ ẩm tương đối
 Hàm nhiệt
 Hệ số dẫn nhiệt
 Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
MÔI TRƯỜNG LẠNH KHÔNG KHÍ
06/04/12
20
MƠI TRƯỜNG LẠNH LỎNG
 Là môi trường lạnh TĐN ở trạng
thái lỏng làm nhiệm vụ tải nhiệt
trực tiếp hoặc gián tiếp từ thực
phẩm ra môi trường ngoài.
Phương thức TĐN: đối lưu
MƠI TRƯỜNG LẠNH LỎNG
 Ưu điểm:
- Có hệ số TĐN tương đối lớn nên tăng
năng suất, giảm thời gian làm lạnh.
- TĐN tương đối đều.
 Nhược điểm:
- Có nhiệt độ làm lạnh cao (mơi trường
nước t > 0).
- Mơi trường lạnh là dung dịch muối,
đường sẽ gây nhiễm vị lạ cho sản
phẩm.
06/04/12
21
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
 ĐN: Chất rắn có nhiệt độ thấp để tải

nhiệt ra khỏi thực phẩm, trực tiếp hoặc
gián tiếp.
+ Môi trường lạnh rắn tải nhiệt trực
tiếp : khí CO
2
ở dạng tuyết, nước đá
+ Môi trường lanh rắn tải nhiệt gián
tiếp : dàn lạnh bằng kim loại của các hệ
thống lạnh
+ Phương tức TĐN : Đối lưu, dẫn nhiệt
 Một số môi trường lạnh rắn thường
dùng:
- Kim loại
- Nước đá
- Hỗn hợp đá muối
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
06/04/12
22
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
 KIM LOẠI
Khả năng dẫn nhiệt tốt ( lớn)
Nhiệt dung riêng nhỏ
- Kim loại là môi trường rắn tiếp xúc
trực tiếp hoặc gián tiếp với thực phẩm
để lấy nhiệt nên hạn chế được sự tiếp
xúc với không khí, hạn chế ảnh hưởng
của không khí lên thực phẩm
- Kim loại có độ bền cao
Kim loại được sử dụng theo những tính
chất và yêu cầu công nghệ.

Nước đá
- Nhiệt độ nóng chảy ổn định
- Khả năng trao đổi nhiệt tốt thích hợp
cho quá trình làm lạnh và bảo quản
lạnh.
-Khi nước đóng băng, thể tích của nước
tăng lên gần 10% nhưng sau khi tạo
thành nước đá cứ giảm 1
0
C thì khối
lượng riêng của nước đá lại tăng lên
0,15 kg/m
3
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
06/04/12
23
 Nước đá
 - Khi nhiệt độ giảm thì nhiệt dung
riêng của nước đá giảm và hệ số dẫn
nhiệt tăng, độ cứng của đá tăng theo sự
giảm nhiệt độ thường ở –5 0C, nước đá
ở trạng thái rắn bền, nước chịu được lực
nén ≤ 36kg/cm2
- Độ trong suốt là chỉ tiêu cảm quan
đánh giá chất lượng của nước đá,Độ
trong suốt phụ thuộc vào tạp chất và
bọt khí
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
 Hỗn hợp nước đá và muối
- Khi trộn nước đá có kích thước nhỏ với

muối tinh thể thì sau một thời gian sẽ
tạo thành hỗn hợp có nhiệt độ thấp hơn
so với ban đầu của các thành phần.
- Để làm lạnh và bảo quản lạnh thực
phẩm ở nhiệt độ nhỏ hơn O
0
C
MÔI TRƯỜNG LẠNH RẮN
06/04/12
24
LOGO
Thuỷ sảnThuỷ sản
LÀM LẠNH VÀ BẢO QUẢN LẠNH
LÀM LẠNH THUỶ SẢN
Khái niệm LẠNH:
-Lạnh là khái niệm tương đối biểu thò sự giảm hàm
nhiệt xuống mức bình thường tự nhiên của nó.
- Lạnh và nhiệt có cùng bản chất là biểu diễn sự
chuyển động của các phân tử, nguyên tử
- Mọi vật chất đều có khả năng tạo ra lạnh
- Năng suất lạnh được tính bằng LƯNG NHIỆT
thu vào của vật chất trong một đơn vò thời gian.
06/04/12
25
NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ cao : > 40
0
C
Nhiệt độ thường : 20  40
0

C .
Nhiệt độ dương thấp : 0
0
C 20
0
C thường gặp
trong quá trình làm lạnh
Nhiệt độ thấp : -70 0
0
C thường gặp
trong quá trình làm đông
Nhiệt độ rất thấp : < -70
0
C đông nhanh,
đông thâm độ.
LÀM LẠNH THUỶ SẢN
LÀM LẠNH
Quá trình làm lạnh phân biệt với quá trình
làm đông chủ yếu là sự đóng băng của
nước.
Làm lạnh thì sử dụng nhiệt độ chưa đến
nhiệt độ đóng băng của nước trong
nguyên liệu nên không gây ra sự kết tinh
nước
LÀM LẠNH THUỶ SẢN