Tài liệu thiết kế hệ thống lạnh cho xí nghiệp, chương 1 pptx

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH
ĐÔNG
1.2.1. Khái quát v
ề làm lạnh
đông.
Làm lạnh đông thuỷ sản là quá trình làm lạnh thuỷ sản do sự thu
nhi
ệt của hơi môi chất lạnh hay chất tải lạnh để cho nhiệt độ ban đầu
của thuỷ sản xuống dưới điểm đóng băng <-8
o
C.
Để cho toàn bộ nước trong thuỷ sản đóng băng thì nhiệt độ phải
xuống rất thấp
–55÷-65
o
C, đây gọi là điểm đóng băng tuyệt đối. Tuy nhiên trong
công nghi
ệp chế biến thuỷ sản hiện nay người ta không dùng đến
nhiệt độ này vì mức chi phí rất cao, hơn nữa về mặt kỹ thuật thì sản
phẩm thuỷ sản ở nhiệt độ thấp sẽ không đạt giá trị về thẩm mỹ và độ
bền vì vậy ta chỉ sử dụng đến mức nhiệt độ là -40
o
C.
Làm l
ạnh đông thuỷ sản là làm giảm nhiệt độ của thuỷ sản nhằm
mục đích làm giảm khả năng hoạt động của vi sinh vật trong thuỷ sản
qua đó
làm chậm sự hư hỏng của sản phẩm
Làm lạnh đông thuỷ sản sẽ khắc phục được hư hỏng của sản
phẩm trong quá trình bảo quản, vì nếu chỉ làm lạnh thuỷ sản thì chỉ

có thể bảo quản được trong thời gian rất ngắn còn nếu làm đông thì
quá trình b
ảo quản sản phẩm sẽ được kéo dài vài tháng đến một năm
ho
ặc có thể lâu hơn nữa.
S
ản phẩm thuỷ sản làm lạnh đông thường được xuất khẩu là chủ
yếu.Xuất khẩu thuỷ sản đông lạnh có vai trò rất quan trọng đối với nền
kinh tế của các nước đang phát triển trong đó có nước ta. Yêu cầu của
đối tác là rất cao vì vậy để đưa sản phẩm đi được mà chất lượng còn
t
ốt thì nhất thiết phải làm đông. Các mặt hàng thuỷ sản chất lượng cao
như tôm, mực…mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn chính vì vậy công
nghi
ệp làm đông nắm giữ một vai trò cực kỳ quan trọng trong ngành
ch
ế biến thuỷ sản.
Quá trình làm l
ạnh đông thực phẩm diễn ra ba giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Làm lạnh thực phẩm đến điểm đóng băng.
- Giai
đoạn 2: Đóng băng ở điểm kết tinh (t
kt
= const)
- Giai
đoạn 3: Kết thúc quá trình làm lạnh đông và tiếp tục hạ
nhiệt độ của sản
phẩm tới nhiệt độ cần thiết để bảo quản lạnh.
1.2.2. Cơ chế đóng băng của nước và sự biến đổi của thuỷ sản
trong quá trình làm

đông.
a.
Cơ chế đóng băng của nước trong quá trình làm đông.
Nước chiếm khoảng 80% trọng lượng của thuỷ sản. Nước trong
thu
ỷ sản được
phân làm hai lo
ại: nước tự do và nước liên kết.
- Nước tự do: là các phần tử nước có ở trong các cấu trúc mô
thu
ỷ sản có tính chất như nước thường. Loại nước này rất linh động
chúng dễ dịch chuyển từ vùng này đến vùng khác nên dễ tách ra, nhiệt
độ đóng băng của nó –1÷ -1,5
o
C.
- N
ước liên kết: là nước duy trì trong tổ chức các mô và các tế
bào bằng lực liên kết rất vững chắc với các chất vô cơ và hữu cơ. Năng
l
ượng hình thành liên kết rất lớn nó khó tách ra khỏi các mô tế bào, nó
b
ền vững cho nên điểm đóng băng rất t
hấp
.
N
ước tự do trong tế bào thuỷ sản không phải là nước nguyên chất
nên nhi
ệt độ điểm đóng băng dưới 0
o
C. Tuỳ theo nồng độ chất tan trong

n
ước mà điểm đóng băng khác nhau.
- Điểm quá lạnh:
Ở
nhiệt độ dưới 0
o
C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện
t
ượng quá lạnh, hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nồng độ chất tan,
c
ấu tạo mạng tế bào và độ hạ nhiệt môi trường xung quanh.
Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để nước kết tinh
thành
đá, nhiệt độ
quá lạnh thường là –5
o
C.
Các tinh th
ể đá ở điểm quá lạnh toả ra nhiệt ẩn đóng băng làm
t
ăng nhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kịp với tốc độ sinh
nhiệt do tạo mầm tinh thể đá). Ở điểm này chủ yếu nước tự do cấu
trúc bị tách ra và kết tinh, nhiệt độ sản phẩm tăng lên đến mức cao
nh
ất và dừng lại ở đó một thời gian nhất định để hoàn thành quá
trình
đóng băng sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ.
t (Nhiệt đô
)
-1

-1,45
-2
-3
-4
-5
-5,2
Điểm đóng
băng
Điểm quá lạnh
T(
Phút
)
Hình 1.1: Quá trình hình thành điểm đóng băng
- Cơ chế đóng băng của thuỷ sản:
Khi hạ nhiệt độ dưới 0
o
C các dạng nước trong thuỷ sản đóng
b
ăng dần dần tuỳ
mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh
đông
càng cao.
N
ước tự do, cấu
trúc:
t
ql


1

 1,5
o
C
Nước bất
độn
g:
N
ước liên
k
ết:
t
ql
t
ql
 1,5  20
o
C
 20  65
o
C
Trước tiên điểm quá lạnh làm xuất hiện mầm tinh thể đá gian
bào(kho
ảng trống
gi
ữa các tế bào) mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan
trong n
ước tự do