by Trong thực tế ngành công nghệ chế biến thực phẩm, môi trường làm lạnh thường ở ba dạng sau.
- Môi trường không khí: dùng không khí lạnh đối lưu truyền lạnh cho thực phẩm cần làm lạnh.
- Môi trường lỏng: dùng lỏng làm chất tải lạnh trung gian để truyền lạnh cho thực phẩm, thông thường môi trường lỏng là nước, các dung môi hữu cơ không có tính chất độc hại với thực phẩm cần làm lạnh.
- Môi trường rắn: thông thường là nước đá, nước đá xay pha trộn với muối tạo ra những tinh thể nước đá có nhiệt lạnh thấp để làm lạnh và bảo quản thực phẩm, đối với các nguyên liệu thực phẩm thuỷ hải sản thường sử dụng môi trường này.
Làm lạnh thực phẩm trong môi trường không khí
Môi trường không khí phù hợp với thực phẩm có nguồn gốc ở trên cạn, bởi vì đặc điểm thành phần tính chất, cấu trúc của chúng được tạo nên phù hợp với môi trường sống. Trong quá trình làm lạnh, tác động của chúng gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm ít hơn so với làm lạnh trong môi trường khác. Môi trường không khí là môi trường tự nhiên có thể giảm nhiệt độ xuống rất thấp phù hợp với mọi hình dạng, kích thước phức tap của thực phẩm. Bên cạnh đó thì thiết bị làm lạnh đơn giản.
Tuy nhiên, không khí có nhược điểm là khả năng trao đổi nhiệt kém, dễ làm bay hơi nước từ bề mặt thực phẩm, oxy của không khí có thể gây nên những phản ứng hóa học làm biến đổi màu sắc, chất lượng thực phẩm.
2. Các điều kiện khi làm lạnh thực phẩm bằng môi trường không khí
2.1. Nhiệt độ thực phẩm
Trong đa số trường hợp, thực phẩm được làm lạnh đến nhiệt độ càng thấp thì chất lượng của nó càng được đảm bảo, nhưng một số loại thực phẩm có khoảng nhiệt độ lạnh tối ưu, nếu nhiệt độ giảm thấp hơn giá trị tối ưu của nó thì sẽ gây ra những biến đổi xấu làm giảm chất lượng của thực phẩm. Nhiệt độ lạnh của thực phẩm được tính là nhiệt độ trung bình của lớp thực phẩm bề mặt và lớp ở trung tâm sản phẩm. Giới hạn thấp nhất của nó là nhiệt độ không cho nước trong thực phẩm đóng băng. Nhiệt độ làm lạnh của thực phẩm được xác định từ nhiệt độ bảo quản. Thông thường nhiệt độ trung bình này nằm trong khoảng từ (0÷10)°C, tuỳ theo từng loại sản phẩm khác nhau thì nhiệt độ thực phẩm cần được làm lạnh sẽ khác nhau.
2.2. Nhiệt độ của môi trường làm lạnh
Càng làm giảm nhiệt độ của chất khí (không khí) sẽ càng làm tăng khả năng trao đổi nhiệt giữa không khí và thực phẩm, nhưng nó cũng làm tăng độ chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp bên trong và bên ngoài của thực phẩm. Trong trường hơn nhiệt độ môi trường không khí quá thấp rất dễ dẫn đến sự đóng băng của nước ở lớp bên ngoài thực phẩm. Mặt khác, khi giảm nhiệt độ môi trường không khí sẽ làm tăng chi phí sản xuất, vì vậy nhiệt độ môi trường không khí được chọn thấp hơn nhiệt độ làm lạnh thực phẩm trong khoảng từ (5÷10)°C, đối với thực phẩm có bề dày càng lớn thì độ chênh lệch này càng giảm.
2.3. Độ ẩm của không khí
Khi làm tăng độ ẩm không khí sẽ hạn chế được sự mất nước của thực phẩm. Độ ẩm của không khí liên quan đến sự hoạt động của vi sinh vật, nhưng trong điều kiện làm lạnh vi sinh vật sẽ bị kiềm chế hoạt động do sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ và những biện pháp làm sạch thực phẩm trước khi làm lạnh thực phẩm, thông thường độ ẩm không khí được chọn cao hơn 80% (φ > 80%).
2.4. Sự chuyển động của không khí (v, m/s)
Khi tăng vận tốc chuyển động của không khí thì khả năng trao đổi nhiệt của quá trình làm lạnh tăng (nhưng chi trong một giới hạn nào đó mà thôi), do đó thời gian làm lạnh giảm. Mặt khác, tăng vận tốc của không khí còn có tác dụng tăng sự đồng đều của quá trình trao đổi nhiệt, tăng sự khuyếch tàn của những chất có mùi khó chịu, đông thời nó cùng làm tăng sự mất nước của thực phẩm và làm tăng chi phí sản xuất, vì vậy xác định vận tốc tối ưu của không khí là điều hết sức quan trọng, thông thường xác định vận tốc tối ưu bằng phương pháp đồ thị.
- V: là vận tốc không khí, m/s.
- Vopt: là vận tốc tối ưu, m/s.
- C: chi phí cho quạt gió hoạt động, kW.
- τ: thời gian làm lạnh, s.
- Δg: lượng bay hơi nước trên bề mặt thực phẩm, kg.
3. Cách tiến hành
Quá trình làm lạnh trong môi trường không khí được thực hiện trong các thiết bị, các phòng lạnh. Trong đó có bộ phận trao đổi nhiệt là dàn lạnh với không khí chuyển động cưỡng bức phân phối điều hòa không khí, thiết bị vận chuyển nâng đỡ thực phẩm.
Nguyên tắc chung: là không khí chuyển động tuần hoàn giữa hai bề mặt dàn lạnh và bề mặt thực phẩm, ở bề mặt thực phẩm không khí nhận nhiệt lượng của hơi nước do đó nhiệt độ giảm, độ ẩm tăng, còn ở dàn lạnh môi chất lạnh nhiệt lượng của không khí làm cho nhiệt độ tăng, độ ẩm giảm. Để tăng nhanh quá trình trao đổi nhiệt và đảm bảo sự đồng đều của nó thì thực phẩm phải được xếp, đặt trên giá đỡ băng chuyển sao cho bề mặt của chúng tiếp xúc tốt với không khí, không khí đồng đều trong toàn bộ thể tích và bề mặt dàn lạnh phải thường xuyên được làm sạch.
Làm lạnh thực phẩm bằng nước đá
1. Ưu, nhược điểm
Nước đá có nhiệt độ ở điều kiện thích hợp, khi nước đá nóng chày mức độ tiếp xúc với thực phẩm tăng lên làm khả năng trao đổi nhiệt lớn, thời gian làm lạnh giảm, bê mặt thực phẩm ướt, do đó hạn chế mất nước. Phương pháp làm lạnh bằng nước đá đơn giản để thực hiện, đặc biệt trong điều kiện sản xuất khó khăn.
Tuy nhiên, nước đá có nhược điểm là hao phí lạnh lớn do những dòng nhiệt truyền vào trong quá trình sản xuất, vận chuyển, bảo quản và sử dụng nước đá. Ngoài ra nước đá dễ làm hư hỏng thực phẩm do va chạm cơ học.
2. Yêu cầu đối với nước đá
Nước đá phải đảm bảo các yêu cầu vệ sinh của nước trong môi trường thực phẩm. Để làm tăng khả năng trao đổi nhiệt thì nước đá phải tiếp xúc đồng đều với thực phẩm và để hạn chế hư hỏng cấu trúc của thực phẩm thì thể tích nước đá càng nhỏ càng tốt. Tỷ lệ nước đá đối với việc bảo quản thực phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu và thời gian bảo quản của thực phẩm sau khi làm lạnh. Tuy nhiên, trong điều kiện làm lạnh bởi nước đá vi sinh vật chịu lạnh mới phát triển, vì vậy sau một thời gian nhất định khi số lượng vi sinh vật tăng lên đáng kể thì phải dùng các biện pháp làm sạch để loại trừ bớt số lượng vi sinh vật, do đó nước đá chi nên giới hạn từ (75÷200)% so với khối lượng thực phẩm.
3. Yêu cầu đối với thực phẩm
Thực phẩm cần phải có kích thước, chất lượng đồng đều đã được xử lý sạch sẽ. Bằng phương pháp rửa có thể loại trừ hết 90% số lượng vi sinh vật trên bề mặt thực phẩm, trong nhiều trường hợp thực phẩm có thể được xử lý sơ bộ bằng cách loại bớtt thực phẩm chứa nhiều vi sinh vật, xử lý bằng các hóa chất chống vi sinh vật, chống các biến đổi màu sắc do vi sinh vật gây ra.
4. Cách tiến hành
Nước đá có thể làm lạnh trực tiếp hay gián tiếp thực phẩm. Khi làm lạnh trực tiếp nước đá và thực phẩm tiếp xúc đều với nhau trong những dụng cụ cách nhiệt, còn lớp đáy, xung quanh và bề mặt có thể trộn với tinh thể muối ăn với tỷ lệ không quá 4%, như vậy sẽ hạn chế được những tác động của môi trường bên ngoài vì làm giảm nhiệt độ nóng của nước đá, hạn chế tác động của vi sinh vật.
Thực phẩm có thể được làm lạnh gián tiếp thông qua không khí. Không khí được làm lạnh nhờ nước đá sẽ có nhiệt độ ổn định, độ ẩm cao, rất thích hợp cho thực phẩm có nguồn gốc ở trên cạn và thường được ứng dụng trong những trường hợp nước đá có dạng ống dùng cho bảo quản và vận chuyển thực phẩm ở những phương tiện vận chuyển có kích thước lớn.
Làm lạnh thực phẩm bằng các dung môi hữu cơ
1. Ưu, nhược điểm
Thông thường làm lạnh thực phầm bằng các dung môi hữu cơ thích hợp cho thực phẩm nước giải khát như: bia, nước ngọt và một số loại nước giải khát khác. Làm lạnh thực phẩm bằng các dung môi hữu cơ phải dùng phương pháp làm lạnh gián tiếp, nếu dùng phương pháp làm lạnh trực tiếp thì phải đảm bảo các dung môi hữu cơ đó không độc hại đối với thực phẩm, đối với cơ thể người. Làm lạnh bằng các dung môi hữu cơ thường rất tốn kém về chi phí đầu tư thiết bị, chi phí sản xuất do cần phải có hệ thống lạnh làm lạnh chất tải lạnh trung gian (dung môi hữu cơ).
2. Yêu cầu về dung môi hữu cơ
Dung môi hữu cơ không được ăn mòn thiết bị hệ thống lạnh, không ảnh hưởng đến môi trường, không ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người, không phản ứng và làm giảm chất lượng của thực phẩm và phải dễ kiếm, rẻ tiền và dễ vận chuyển.
3. Cách tiến hành
Phải có thiết bị trao đổi nhiệt có 4 đường ra vào, trong đó 2 đường dành cho các dung môi mang lạnh vào và ra khỏi thiết bị, 2 đường còn lại dành cho thực phẩm ở dạng lỏng (bia, rượu và nước giải khát v.v) vào và ra, các dung môi hữu cơ được làm lạnh nhờ thiết bị bay hơi của một hệ thống lạnh tới nhiệt độ khoảng (-10÷10) °C, tuy theo yêu cầu mà sẽ có nhiệt làm lạnh tương ứng. Sau khi được làm lạnh các dung môi mang lạnh được vận chuyển tới thiết bị trao đổi nhiệt nhờ động lực của bơm dẫn lỏng và các đường ống dẫn lỏng. Thực phẩm từ bồn chứa sẽ đi tới nhờ hệ thống bơm và ống dẫn, tại đây nó sẽ trao đổi nhiệt giữa thực phẩm với các dung môi hữu cơ, các dung môi hữu cơ sẽ nhận nhiệt của thực phẩm kết quả sẽ làm cho nhiệt độ thực phẩm giảm từ (-5÷5)°C còn nhiệt độ các dung môi hữu cơ tăng, sau đó chúng được tuần hoàn trở lại thiết bị bay hơi để làm lạnh, thực phẩm sau khi được làm lạnh sẽ được đưa tới công đoạn tiếp theo (đóng chai, thanh trùng, ...).
0 Comments: