Đề cương môn Quá trình các thiết bị công nghệ

1.

Công dụng rán, biến đổi vật liệu trong quá trình rán ?

a. Công dụng rán:
- Làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm: giảm lượng ẩm của sản phẩm đồng thời
tăng hàm lượng chất khô và dầu mỡ cho sản phẩm.
- Làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm: sản phẩm sau khi rán hoặc chiên có màu
sắc đẹp, săn chắc, giòn, có mùi thơm dễ chịu.
- Tiêu diệt các Enzim và vi sinh vật trong sản phẩm: vì rán và chiên thực hiện ở nhiệt
độ cao từ 120 - 170oC nên chúng bị tiêu diệt hoàn toàn.
b. Biến đổi vật liệu trong quá trình rán:
- Vật lý: giòn, chất khô tăng.
- Hóa học:
* Rau quả: + Protein: 65oC: biến tính, mất khả năng giữ ẩm, bông.
+ Glucid: xảy ra caramen hóa  màu vàng.
* Thịt cá:

+ Protein: 60oC: biến tính, 90oC: mất khả năng giữ nước  co lại, săn
chắc.
+ Phản ứng caramen hóa xảy ra mạnh, đặc biệt thịt, cá có tẩm bột
trước khi rán hoặc chiên, làm cho sản phẩm có mùi thơm và màu sắc
đẹp.

* Tinh bột: Hồ hóa  Caramen hóa  SP có màu vàng rơm.
- Sinh học và hóa sinh: vô hoạt enzym, tiêu diệt VSV.
- Cảm quan: thơm, màu hấp hẫn.
- Biến đổi của dầu: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và thời gian dài, do nước thoát ra từ
nguyên liệu, do sự hòa lẫn các chất glucid, lipid, protid, do tiếp xúc với không khí nên dầu
biến tính: Độ nhớt dầu tăng, dầu bị sẫm màu.

1


2.

Cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng trong hệ thống cô đặc 1 nồi liên
tục ?

a.

Cân bằng vật liệu:

b.

Cân bằng nhiệt lượng:

ΣQvào :

- do dd đầu: Gđ.Cđ.tđ
- do hơi đốt: D.i

Σ Q tiêu hao :

- do hơi thứ ra: W.i’
- do nước ngưng tụ: D.C.θ
- do sp mang ra: Gc.Cc.tc
- do nhiệt cô đặc: Qc = 0,01.xc.Cc.Δq
- do môi trường: Qtt

 Gđ.Cđ.tđ + D.i = W.i’ + D.C.θ + Gc.Cc.tc + Qc + Qtt

mà Gc.Cc.tc = Gđ.Cđ.tc – W.C.tc
 Gđ.Cđ.tđ + D.i = W.i’ + D.C.θ + Gđ.Cđ.tc – W.C.tc + Qc + Qtt
 D.(i – C.θ) = W.(i’ – C.tc) + Gđ.Cđ.(tc – tđ) + Qc + Qtt

2


3.

Công dụng của bảo quản lạnh và lạnh đông, biến đổi vật liệu trong quá trình
lạnh, lạnh đông ?
Công dụng:
- Kìm hãm sự phát triển VSV từ ngoài vào và vô hoạt enzym có trong thực phẩm 
Bảo quản.
- Dùng trong sx rượu bia, nước giải khát trong siêu thị, xe chuyên chở hàng hóa,
lĩnh vực y học, điều hòa nhiệt độ,…
a.

Biến đổi vật liệu (VL):
* Ng. liệu: nguồn gốc từ ĐTV có giá trị dd cao, dễ hỏng trong MT t o thường hoặc sp
ko thực phẩm nhưng ở to thấp (men,…).
* Biến đổi:
- Vật lý: nhiệt độ, độ ẩm.
- Hóa học: Khi làm lạnh (đông) tốc độ pứ hóa học giảm dần. Tuy pứ xảy ra yếu ớt
nhưng có biến đổi đáng kể về chất lượng sp’ (mùi sống).
- Sinh hóa, vi sinh: enzym và qtr` hô hấp bị ức chế, tốc độ chuyển hóa tp` hóa học
giảm đáng kể, hoạt động VSV tồn tại trong VL bị nhiệt độ thấp khống chế (t o âm hđ
bị ngừng trệ) trừ 1 số nấm men.
- Cấu trúc TB: Các sp’ làm lạnh cấu trúc ko biến đổi lớn nhưng khi làm lạnh đông
biến đổi đáng kể, TB bị phá hủy do tinh thể nước đá bị chèn ép làm mất k/năng h/đ.

Sự b/đổi cấu trúc TB nguyên liệu 1 thời gian dài thường làm sp’ khô, xốp.
- Cảm quan: Ít dẫn tới b/đổi về màu, mùi của tp’. Có thể b/đổi trong quá trình bảo
quản: đối vs 1 số sp’ làm lạnh có thể làm tăng hương vị, tạo mùi thơm (xúc xích,
phomat, rượu vang,…).
b.

3


4.

Công dụng quá trình thanh trùng, các loại thiết bị thanh trùng ?

a.

Công dụng quá trình thanh trùng:
Thanh trùng là quá trình tiêu diệt các loại vi khuẩn có hại trong sản phẩm. Trong
dây chuyền công nghệ chế biến thực phẩm thanh trùng là khâu quan trọng có tác
dụng quyết định tới khả năng bảo quản và chất lượng sp’. Thanh trùng được áp
dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất đồ hộp rau quả, thịt cá, sữa và
công nghiệp sản xuất rượu bia, nước giải khát. Việc thanh trùng được thực hiện
trước hoặc sau khi chế biến, có thể trực tiếp hoặc gián tiếp. Hiện nay,có rất nhiều
phương pháp thanh trùng: thanh trùng bằng phương pháp nâng cao nhiệt độ,
thanh trùng bằng thuốc sát trùng, bằng siêu âm, bằng các tia ion hoá…

b.

Các loại TB thanh trùng:

- TB thanh trùng gián đoạn thẳng đứng:

- TB thanh trùng liên tục áp suất thủy lực
(carcallô):

- TB thanh trùng gián đoạn nằm ngang:

- TB thanh trùng liên tục băng tải:

4


5. Mục đích và sự biến đổi của vật liệu trong quá trình chần hấp ?
a.

Mục đích:

- Đình chỉ các qtr` sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc
ít bị biến đổi:
+ Đối với nguyên liệu thực vật, dưới tác dụng của enzyme peroxidase, polyphenoloxidase trong
các nguyên liệu thường xảy ra quá trình oxy hóa các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen. Chần,
hấp, đun nóng làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên nguyên liệu không bị thâm đen.
+ Đối với nguyên liệu động vật, quá trình chần, hấp làm cho quá trình phân giải bị đình chỉ. Nước
chần nguyên liệu có thể được sử dụng làm nước rót hộp.
- Làm thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo
được thuận lợi: Khi gia nhiệt, các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hút nước sẽ trương nở, như đậu
khô sau khi chần sẽ tăng thể tích gần 2 lần và khối lượng tăng 1,85 lần, nên khi thanh trùng sẽ chóng
chín, dung dịch rót vào không bị hút nhiều. Với nguyên liệu giàu protid, do bị đông tụ dưới tác dụng
của nhiệt, sẽ làm giảm thể tích và trọng lượng. Sự thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu
sau khi gia nhiệt làm cho sản phẩm ổn định, đáp ứng các yêu cầu về tỉ lệ cái - nước và thành phần các
cấu tử trong hộp.

- Giảm tỉ lệ tổn thất nguyên liệu và nâng cao hiệu suất chế biến:
+ Đối với nguyên liệu thực vật, quá trình chần, hấp làm cho tinh bột bị hồ hóa, giúp nguyên liệu
đàn hồi, khó gẫy vỡ khi xếp hộp. Mặt khác, khi chần protopectin thủy phân thành pectin hòa tan, làm
cho việc bóc vỏ bỏ hạt nhanh và phế liệu ít. Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho
dịch bào thoát ra dễ dàng (khi ép nước quả) hoặc dung dịch nước rót dễ ngấm vào nguyên liệu (trong
sản xuất quả nước đường, mứt miếng, rau ngâm giấm).
+ Đối với nguyên liệu động vật, khi xử lý nhiệt thì colagen chuyển thành gelatin giúp cho quá trình
tách thịt ra khỏi xương, da dễ dàng, do đó nâng cao hiệu suất chế biến.
- Đuổi khí có trong gian bào của nguyên liệu: Nhằm hạn chế tác dụng của Oxy xảy ra trong hộp,
tránh phồng hộp, ăn mòn vỏ hộp sắt, oxy hóa vitamin...Chần còn làm giảm các chất có mùi vị không
thích hợp như vị đắng (măng, cà tím) các hợp chất lưu huỳnh (rau cải, cải bắp, gia cầm)
- Làm cho rau quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu: Khi chần trong dung dịch acid
citric hoặc NaHSO3...những chất này sẽ phá hủy một số hợp chất màu, làm cho nguyên liệu có màu
sáng hơn.
- Làm giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt của nguyên liệu: Mặc dù xử lý ở nhiệt độ không
cao lắm, với thời gian không dài, nhưng có thể tiêu diệt một số vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề
mặt nguyên liệu.
b. Biến đổi vật liệu trong quá trình chần hấp:
- Giá trị dinh dưỡng: Khoáng, vitamin (đặc biệt là vitamin C và thiamin), 1 số hợp chất tan trong
nước dễ mất khi chần. Đường, pro và aa tổn thất 35%.
- Màu, mùi, vị:

5


+ Chần làm sáng màu rau quả bằng cách đuổi không khí và bụi bặm trên bề mặt. Thời gian và
nhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi màu sắc.
+ Các cấu tử mùi rất nhạy vs nhiệt độ, do đó nhiệt độ chần qđ mức độ tổn thất mùi của sản phẩm.
+ Một số chất đắng trong nguyên liệu (măng, cà tím, cam, quýt..) có bản chất glucoside sẽ bị thay
đổi dưới tác dụng của nhiệt làm mất vị đắng.

- Cấu trúc: Dưới tác dụng của nhiệt và nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hoàn tan
làm mềm rau quả, đồng thời rau quả cũng dễ ngấm dịch rót hơn.

6


6. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thiết bị rán có gối nước ?

- Sử dụng nhiều trong nhà máy sản xuất đồ hộp năng suất vừa và lớn.
- Hơi nước là chất tải nhiệt, truyền nhiệt cho dầu là chất tải trung gian.
- Thiết bị rán rộng, thùng hình chữ nhật, đáy hình chóp dài 2,5 - 11m, rộng 0,8 - 1,1m, cao 0,8 - 0,9m.
- Trong thùng chứa dầu rán.
- Bộ phận dẫn truyền nhiệt làm bằng ống thép ghép lại đặt trong lớp dầu.
- Để tiết kiệm được dầu trong thùng rán người ta cho nước ở đáy (gối nước), phía trên là lớp dầu, chú ý
gối nước không được cao quá, tiếp xúc với bộ phận đun nóng để tránh hiện tượng dầu sôi  trào ra
ngoài. Giới hạn lớp nước với ống truyền nhiệt là 20cm, nhiệt độ gối nước không quá 60 0C bằng cách cho
nước tuần hoàn.
- Khi dầu đun nóng tạo thành dòng đối lưu tiếp xúc sản phẩm làm nguyên liệu khuyếch tán bốc hơi.
- Vận tốc chuyển động của dầu trong thùng là 1m/s.
- Dầu được chia làm 3 lớp:
+ Lớp dầu dưới cùng không tham gia vào quá trình rán gọi là lớp dầu đệm (15-20cm).
+ Lớp dầu ở giữa có đặt bộ phận đun nóng, chiều cao do bộ phận đun nóng quyết định.
+ Lớp dầu trên cùng dùng để rán, phụ thuộc vào chiều dầy của nguyên liệu rán, đảm bào ngập
nguyên liệu (80 -115mm khi rán rau và 50mm khi rán cá).
- Tùy theo đặc tính nguyên liệu rán mà nhiệt độ đạt theo yêu cầu: Độ rán và thời gian rán:
+ Trong quá trình rán, nhiệt độ dầu thường không đều ở các vị trí ≠  khi đo nhiệt độ rán thì đo
nhiệt độ dầu trên khay đụng nguyên liệu. Điều chỉnh nhiệt độ rán = điều chỉnh nhiệt độ hơi nước.
(rán rau: 120 – 160oC; rán cá: 140 - 180oC).
+ Thời gian rán rau: 10 – 20 phút; rán cá: 15 – 25 phút.

7


7.

Số nồi thích hợp trong hệ thống cô đặc nhiều nồi ? Hãy chứng minh ?

Xét theo 3 yếu tố: Tiêu thụ hơi, hiệu nhiệt có ích, chi phí chế tạo thiết bị.
 Yếu tố tiêu thụ hơi:

 Yếu tố hiệu nhiệt có ích:
ΔT = 80oC, qua 1 nồi nhiệt tổn thất ΣΔ = 10 oC mà
Δt = ΔT – ΣΔ:
- Đối với hệ 1 nồi  Δt = 80 – 10 = 70oC
- Đối với hệ 2 nồi  Δt = 80 – 2.10 = 60oC
- Đối với hệ 3 nồi  Δt = 80 – 3.10 = 50oC
- Đối với hệ 4 nồi  Δt = 80 – 4.10 = 40oC
- Đối với hệ 5 nồi  Δt = 80 – 5.10 = 30oC
- Đối với hệ 6 nồi  Δt = 80 – 6.10 = 20oC
- Đối với hệ 7 nồi  Δt = 80 – 7.10 = 10oC
- Đối với hệ 8 nồi  Δt = 80 – 8.10 = 0oC

 Yếu tố chi phí chế tạo thiết bị:

 Từ 3 yếu tố trên:
- Số nồi thích hợp trong hệ thống cô đặc nhiều nồi
= 3.
- Cũng có thể lấy số nồi từ 2 – 4.

Giả thiết 1kg nước bốc 1kg hơi:

- Đối với hệ 1 nồi  1,1 / 1
- Đối với hệ 2 nồi  0,57 / 1
- Đối với hệ 3 nồi  0,40 / 1
- Đối với hệ 4 nồi  0,3 / 1
- Đối với hệ 5 nồi  0,28 / 1

8


8.

Chi phí hơi cho quá trình đun nóng ?

- Nhiệt đun nóng dd:

Q1 = M.C1.(t2 – t1) kJ

- Nhiệt làm nóng thiết bị:

Q2 = ΣG.C.Δt

- Nhiệt đun nóng thực phẩm trong thiết bị: Q3 = Gvl.C.(tc – tđ)
+ Rau quả:

với

n: hàm lượng chất khô

+ Thịt, cá:

với

x: hàm lượng nước (%)
y: hàm lượng chất béo (%)
z: hàm lượng protit (%)

- Nhiệt lượng nước bốc hơi:

Q4 = W.r
Q5 = F.τ.α.(t6 – t5) kJ

- Nhiệt mất mát ra mtxq:
với

F: nhiệt xung quanh thiết bị (m2)

τ: thời gian đun (h)
α: hệ số tỏa nhiệt (W/m2.độ)
t6, t5: nhiệt bề mặt ngoài và môi trường
 Tổng nhiệt:

ΣQ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

 Chi phí hơi cho quá trình đun nóng:
với i, : hàm nhiệt của nước và nước ngưng.

9


9.

Công dụng của sấy? Yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy? Các dạng biểu đồ
đường cong sấy và đường cong động học sấy?

a.

Công dụng của sấy:
- Bảo quản.
- Tăng giá trị sản phẩm.
- Giảm giá thành.
- Tăng độ bền cơ học.

b.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy:
- Bản chất vật liệu: cấu trúc, tp` hóa học, đặc tính của liên kết ẩm.
- Hình dáng vật liệu: kích thước mẫu sống, chiều dầy vật liệu.
- Độ ẩm ban đầu và cuối của vật liệu sấy.
- Độ ẩm, nhiệt độ, tốc độ không khí
- Loại tác nhân sấy: khói lò, không khí nóng…
- Chênh lệch độ ẩm ban đầu và cuối của tác nhân sấy.
- Loại thiết bị sấy.

c.

Biểu đồ đường cong sấy và đường cong động học sấy:

10

10. Tính
a.

nhiệt quá trình thanh trùng gián đoạn ?

Giai đoạn đun nóng:

QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (kcal)
với

Q1 = G1.C1. (tT – t1): nhiệt lượng đun nóng nồi thanh trùng.
Trong đó

G1: Trọng lượng nồi.
C1: Nhiệt dung riêng vậ liệu làm nồi.
tT: Nhiệt độ thanh trùng.

t1: nhiệt độ nồi ban đầu.
Q2 = G2.C2.(tT – t2): nhiệt lượng đun nóng giỏ.
Q3 = G3.C3.(tT – t3): nhiệt lượng đun nóng bao bì.
Csắt tây = 0.12 (kcal/kg.độ).
Cthủy tinh = 0.2 (kcal/kg.độ).
Q4 = G4.C4.(t’T – t4): nhiệt lượng đun nóng thực phẩm trong hộp.
Tp’ có nhiều glucid, pro, lipid thì
Tp’ chủ yếu là glucid, rất ít pro, lipid thì
Trong đó:
n: % độ khô tp’.
n1: % hàm lượng protid trong tp’.
n2: % hàm lượng lipid trong tp’.
Q5 = G5.C5.(tT – t5): nhiệt lượng đun nóng nước trong thiết bị.

Q6 = α1.F.α.(tN – tKK): nhiệt lượng tổn thất ra mtxq.
Trong đó:
α1 = 8,4 + 0,06.(tN – tKK) [kcal/m2.độ.h]: hệ số tỏa nhiệt ra
mtxq.

b.

α: (W/m2.độ)

Giai đoạn giữ nhiệt:

Q7 = α2.F.τ3.(tvn – tKK)

trong đó α2 = 8,4 + 0,06.(tvn – tKK) [kcal/m2.độ.h]

tvn: nhiệt độ vỏ ngoài.

tKK: nhiệt độ không khí.

11


11.
a.

Xây dựng đường nồng độ làm việc của đoạn chưng và đoạn luyện ?

Pt đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
Gy = Gx + P
Gy.yn+1 = Gx.xn + P.xp

Đặt

: chỉ số hơi của đoạn luyện.
: chỉ số hồi lưu.

 Sy.yn+1 = Rx.xn + xP (1)
thay Sy = Rx+1 ; vào (1) ta được:


b.

Pt đường nồng độ làm việc đoạn chưng:
G’x = Gy + W
G’x.x’n = Gy.yn+1 + W.xW
G’x = F + Gx
 (2)
thay Gy = Gx + P ; G’x = Gx + F’B ; W = F – P vào (2) ta được:
 x’n = A’.yn+1 + B’.xW

12


12. Biến

đổi vật liệu trong quá trình chần hấp ? Các loại thiết bị chần hấp ?

a.

Biến đổi VL trong chần hấp:
- Giá trị dinh dưỡng: Khoáng, vitamin (đặc biệt là vitamin C và thiamin), 1 số

hợp chất tan trong nước dễ mất khi chần. Đường, pro và aa tổn thất 35%.
- Màu, mùi, vị:
+ Chần làm sáng màu rau quả bằng cách đuổi không khí và bụi bặm trên
bề mặt. Thời gian và nhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi màu
sắc.
+ Các cấu tử mùi rất nhạy vs nhiệt độ, do đó nhiệt độ chần qđ mức độ tổn
thất mùi của sản phẩm.
+ Một số chất đắng trong nguyên liệu (măng, cà tím, cam, quýt..) có bản
chất glucoside sẽ bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt làm mất vị đắng.
- Cấu trúc: Dưới tác dụng của nhiệt và nước chần, protopectin thủy phân
thành pectin hoàn tan làm mềm rau quả, đồng thời rau quả cũng dễ ngấm
dịch rót hơn.

b.

Các loại TB chần hấp:
* TB chần hơi nước - liên tục, gián đoạn
- áp suất thường, chân không, cao.
+ TB chần Tunnel.
+ TB chần dạng trống.
+ TB chần sp’ dạng rời IQB.
+ TB chần gián đoạn tầng sôi.
+ TB chần áp suất thường liên tục:

* TB chần bằng nước nóng:
- TB chần cánh guồng.
- TB chần nước nóng IQB.

13