18 PHẦN 1 CHƯƠNG 3 Phương thức lựa chọn công nghệ trong sản xuất Thực phẩm – Sinh học 1. Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm: ðể có một phương thức lựa chọn công nghệ phù hợp cần phải nắm các quan ñiểm phân loại phương pháp công nghệ sau ñây: 1.1. Phân loại các phương pháp công nghệ theo trình tự thời gian: Chế biến từ nguyên liệu ban ñầu ñến thành phẩm cuối cùng phải qua nhiều quá trình kế tiếp nhau, tức là phải theo một qui trình. ðối với một quá trình sản xuất thực phẩm nói chung phải qua các trình tự sau ñây: - Thu hoạch hay thu nhận nguyên liệu - Bảo quản nguyên liệu tươi hay bán chế phẩm - Chế biến sản phẩm - Bảo quản các sản phẩm - Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng. Phương pháp phân loại công nghệ này phù hợp với việc tổ chức sản xuất hay tổ chức lao ñộng xã hội trong phạm trù dinh dưỡng học. 1.2. Phân loại các phương pháp công nghệ theo trình ñộ sử dụng công cụ: ðó là sự phân loại theo mức ñộ thay thế sức lao ñộng của con người bằng công cụ, máy móc. - Phương pháp thủ công - Phương pháp cơ giới hóa. - Phương pháp tự ñộng hóa. Sự phân loại này liên quan ñén năng suất lao ñộng và chất lượng sản phẩm. 1.3. Phân loại các phương pháp công nghệ theo sử dụng năng lượng: Muốn tiến hành một qui trình phải sử dụng các năng lượng. Nguồn năng lượng ñó do các tác nhân vật lý tạo ra hay là các quá trình sử dụng nội năng ( hóa năng, năng lượng sinh học ) gồm có : - Quá trình cơ học: Nghiền ép, sàng lọc - Quá trình nhiệt: Sấy, chưng cất, cô ñặc - Các quá trình hóa sinh: Sinh tổng hợp, tự phân 1.4. Phân loại các phương pháp công nghệ theo tính chất liên tục: - Gián ñoạn - Bán liên tục - Liên tục Các phương pháp này liên quan ñến việc tổ chức thực hiện các qui trình hay các quá trình công nghệ. 1.5. Phân loại các phương pháp công nghệ theo trạng thái ẩm của thực phẩm: - Phương pháp khô: rây, nghiền nhỏ, sấy… 19 - Phương pháp ướt: lắng, lọc, trích ly… 1.6. Phân loại các phương pháp cơng nghệ theo qui luật khoa học : ðó là các phạm trù khoa học cơ bản liên quan đến vật liệu là: Vật lý, hóa học và sinh học, đồng thời các phạm trù khoa học trung gian: hóa lý và hóa sinh, gồm có các sự phân loại sau đây: - Các phương pháp vật lý: các phương pháp cơ học. - Các phương pháp nhiệt: đun nóng, nướng - Các phương pháp hóa lý: chưng cất, hấp phụ. - Các phương pháp hóa học: thủy phân, axit hóa hay trung hồ. - Các phương pháp hóa sinh: dấm chín, ủ. - Các phương pháp sinh học: lên men, sát trùng. Ưu: thể hiện được bản chất của phương pháp. Từ đó dễ tìm được cơ sở tối ưu hóa các q trình. Bảng 1. Bng phán loải cạc tênh cháút v biãún âäøi ca thỉûc pháøm trãn cå såí ca cạc phảm tr khoa hc tỉû nhiãn Cạc tênh cháút ca thỉûc pháøm (phảm tr ténh) Cạc biãún âäøi ca thỉûc pháøm ( phảm tr âäüng) 1. Tênh cháút váût lê 1.1 Tênh cháút cå lê: hçnh thỉïc, âäü cỉïng, khäúi lỉåüng, biãún lỉu. 1.2 Tênh cháút nhiãût: nhiãût âäü, nhiãût hm, âäü dáùn nhiãût 1.3 Tênh cháút quang: kh nàng phn chiãúu, kh nàng háúp phủ, âäü hoảt âäüng quang hc. 1.4 Tênh cháút âiãûn: âäü dáùn âiãûn, hàòng säú âiãûn li 2. Tênh cháút họa lê 2.1 Tênh cháút keo: ỉa nỉåïc, kë nỉåïc 2.2 Tênh cháút pha: ràõn, lng khê 2.3 Tênh cháút khúch tạn: Tinh hụt áøm, tênh phán tạn 3. Thnh pháưn họa hc 3.1 Cháút dinh dỉåỵng: gluxit, protit, lipit, vitamin, múi khoạng 3.2 Nỉåïc 1. Biãún âäøi váût lê 1.1 Biãún âäøi cå lê: biãún âäøi cạc thäng säú âọ 1.2 Biãún âäøi nhiãût: sỉû dáùn nhiãût, âäúi lỉu, trao âäøi nhiãût 1.3 Biãún âäøi quang: sỉû phn chiãúu, sỉû háúp phủ. 1.4 Biãún âäøi âiãûn: biãún âäøi ca cạc thäng säú âọ. 2. Biãún âäøi họa lê 2.1 Biãún âäøi keo: hrat họa, trỉång nåí, âäng tủ, tảo mixen 2.2 Biãún âäøi pha, bäúc håi, ha tan, kãút tinh, tảo bt, tảo âäng 2.3 Trao âäøi cháút hay chuøn khäúi: trêch li, sáúy, phán li 3. Biãún âäøi họa hc hay cạc loải phn ỉïng 3.1 Cạc phn ỉïng phán li, phán gii, thy phán. 3.2 Cạc phn ỉïng cäüng tảo este, polyme họa 3.3 Cạc phn ỉïng oxy họa khỉí 3.4 Cạc phn ỉïng trao âäøi, trung ha 20 3.3 Caùc hồỹp chỏỳt tổỷ nhión: chỏỳt chaùt, chỏỳt thồm, sừc tọỳ, axit 3.4 Caùc saớn phỏứm cuớa sổỷ trao õọứi chỏỳt: rổồỹu, axeton, axit, caùc cao phỏn tổớ 3.5 Chỏỳt bọứ sung: hoùa chỏỳt baớo quaớn, chỏỳt tng hổồng vở, chỏỳt taỷo õọng 3.6 Chỏỳt nhióựm: kim loaỷi, thuọỳc trổỡ sỏu, cọn truỡng 4. Caùc tờnh chỏỳt hoùa sinh: traỷng thaùi enzym, õọỹ chờn, õọỹ lón men 5. tờnh chỏỳt sinh hoỹc 5.1 Cỏỳu taỷo tóỳ baỡo 5.2 Nguọửn gọỳc sinh hoỹc: õọỹng vỏỷt, thổỷc vỏỷt vaỡ vi sinh vỏỷt 5.3 Tỗnh traỷng vi sinh vỏỷt 5.4 Tỗnh traỷng vóỷ sinh 5.5 Tờnh chỏỳt sinh lờ, dinh dổồợng 6. Tờnh chỏỳt caớm quan: muỡi, vở, maỡu sừc, traỷng thaùi. 4. Bióỳn õọứi hoùa sinh: bọỳn loaỷi phaớn ổùng hoùa hoỹc kóứ trón (thuớy phỏn, phaớn ổùng cọỹng, phaớn ổùng oxi hoùa khổớ, phaớn ổùng trao õọứi) coù enzym tổồng ổùng xuùc taùc. Sổỷ trao õọứi chỏỳt 5. Bióỳn õọứi sinh hoỹc 5.1 Bióỳn õọứi tóỳ baỡo 5.2 Phaùt trióựn vaỡ sinh trổồớng 5.3 Bióỳn õọứi vi sinh vỏt 5.4 Bióỳn õọứi tỗnh traỷng vóỷ sinh. 5.5 bióỳn õọứi tờnh chỏỳt sinh li, dinh dổồợng. 6. Bióỳn õọứi caớm quan: taỷo chỏỳt thồm, bióỳn õọứi maỡu, bióỳn õọứi traỷng thaùi. 1.7. Phõn loi cỏc phng phỏp cụng ngh theo mc ủớch ca quỏ trỡnh: - Chun b: bao gm cỏc phng phỏp nhm lm bin ủi nguyờn liu hay bỏn thnh phm, nhm ủt ủc cỏc thụng s thun li ủ tin hnh phng phỏp hay quỏ trỡnh ch bin tip theo. ú l cỏc phng phỏp vt lý nh: loi tr tp cht, phõn loi, to hỡnh, ủun núng. - Khai thỏc: cỏc phng phỏp lm giu cỏc cu t cú giỏ tr dinh dng nh: Chng ct, cụ ủc - Ch bin: cỏc phng phỏp nhm bin ủi cht trong thc phm t cht lng thp tr nờn cht lng cao hn, nh quỏ trỡnh b sung nguyờn liu nu chớn thc phm, thy phõn tinh bt - Bo qun: cỏc phng phỏp nhm gim ủn mc thp nht s h hao cỏc cht cú giỏ tr dinh dng nh quỏ trỡnh lm lnh ủụng, dit trựng bng nhit - Hon thin: cỏc phng phỏp to cho sn phm cú hỡnh thc hay bao bỡ thớch hp, hp dn ngi tiờu dựng. Vi quan ủim ny cú th chn cu trỳc ca mt quỏ trỡnh sn xut thc phm tng quỏt nh sau: a. Chun b (P cb b. Khai thỏc (P kt 21 c. Chế biến (P cb ): d. Bảo quản (P bq ): Các nhóm quá trình này có ý nghĩa tương tự như các nhóm thiết bị ( tổ hợp thiết bị) trong các dây chuyên sản xuất . Ví dụ: dây chuyền sản xuất nước quả nghiền: Nguyên liệu Rửa Mục ñích công nghệ : thuộc nhóm quá trình Chọn chuẩn bị chuẩn bị P cb Bóc vỏ tách hạt ðun nóng Chà nghiền Khai thác P kt Bổ sung phối chế Bài khí Chế biến P cb ðồng hóa Diệt trùng Bảo quản P bq Rót vào bao bì Ghép kín Hoàn thiện sản phẩm P ht Dán nhãn 2 Những nguyên tắc công nghệ và vận dụng trong sản xuất thực phẩm : ðể chọn một phương pháp công nghệ tối ưu phải quan sát chú ý nhiều phương án khác nhau và so sánh các phương pháp khác nhau. Có 11 nguyên tắc công nghệ và vận dụng nó trong sản xuất thực phẩm. 1. Sử dụng nguyên vật liệu tiết kiệm nhất: Trong sản xuất thực phẩm chi phí nguyên vật liệu chiếm một phần rất lớn (50-95%) giá thành của sản phẩm. Do ñó tận dụng ñược nguyên liệu là một biện pháp chính ñể giảm chi phí. 22 2. Rút ngắn chu kì sản xuất: Rút ngắn ñược chu kì sản xuất sẽ nâng cao ñược công suất của nhà máy, giảm ñược chi phí ñầu tư, giảm ñược diện tích lắp ráp thiết bị. Ví dụ: Trong sản xuất bia nếu rút ngắn ñược chu kì lên men sẽ giảm số thiết bị, nâng cao ñược công suất của nhà máy 3. Tận dụng năng lượng ñến mức cao nhất: Trong các nhà máy thực phẩm, năng lượng sử dụng rất nhiều ñể thực hiện các quá trình công nghệ, ñể vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm (nâng nhiệt, bơm, vận chuyển, ). Trong quá trình sản xuất, hiệu quả của việc tận dụng năng lượng của một quá trình công nghệ ñược ñánh giá bằng khối năng lượng tiết kiệm ñược. 4. Tận dụng thiết bị tốt nhất: Cần phải sử dụng hết công suất của thiết bị và phải ñạt ñược số sản phẩm cực ñại trong một ñơn vị thời gian. Thiết bị cần phải chiếm một diện tích hoặc một thể tích không gian nhỏ nhất. Nếu vận dụng tốt nguyên tắc này thì sẽ giảm ñược các chi phí riêng vì vốn cố ñịnh không ñổi mà lượng sản phẩm thì tăng. 5. Tận dụng nguyên liệu sẵn có ñể sản xuất những sản phẩm có chất lượng cao: Tức là phải tận dụng ñược những nguyên liệu sẵn có ñể sản xuất những mặt hàng có giá trị trên thị trường quốc tế hoặc tận dụng những nguyên liệu rẻ tiền, hoặc phế liệu ñể sản xuất những mặt hàng có giá trị. Nguyên tắc này giúp chúng ta tận dụng ñược nguyên liệu trong nước, tiết kiệm ñược những nguyên liệu nhập khẩu ñắt tiến mà vẫn có thể sản xuất ñược những mặt hàng có gía trị cao. 6.Sử dụng tuần hoàn các chất thải: Có thể sử dụng các chất thải của nhà máy này ñể làm nguyên liệu phục vụ cho nhà máy khác hoặc phục vụ cho chính nhà máy mình. Sử dụng chất thải sẽ làm giảm bớt ô nhiểm môi trường và tận dụng hết nguyên liệu. 7. Hợp lý hóa các yếu tố: thời vụ nguyên liệu, nhu cầu thực phẩm và sản xuất theo mức trung bình. Thời vụ nguyên liệu và nhu cầu thực phẩm bao giờ cùng mâu thuẩn với nhau ⇒ do ñó nên sản xuất theo mức trung bình. Sản xuất theo mức trung bình ñều ñặn sẽ ñảm bảo chế biến hết nguyên liệu với mức sản xuất vừa phải và tận dụng ñược khả năng của thiết bị. 8. Chọn công suất và ñịa ñiểm của nhà máy chio thích hợp: Khi chọn năng suất của nhà máy phải dựa vào nhiều yếu tố như: phương pháp sản xuất, mức ñộ tự ñộng hóa, trình ñộ công nghệ sản xuất, trữ lượng nguyên liệu, mức tiêu thụ và nhiều yếu tố khác. Nói chung nhà máy có công suất lớn thì hiệu quả sẽ cao hơn nhà máy có công suất nhỏ. Khi chọn ñịa ñiểm xây dựng nhà máy phải ñảm bảo các yêu cầu: - Gần nguồn nguyên liệu - Gần ñường giao thông - Gần nơi tiêu thụ - Cung cấp ñủ hơi, ñiện, nước - Có ñiều kiện ñịa lý thuận lợi 9. Chuyên môn hóa và liên hiệp hóa: ñể ñảm bảo cung cấp một khối lượng lớn thực phẩm trong một ñịa bàn dân cư rộng thì việc chuyên môn hóa và kết hợp ñối với một nhà máy thực 23 phẩm sẽ kinh tế hơn. Khi chuyên môn hóa thì tiến hành sản xuất liên tục không cho nhà máy chết và sản phẩm có thể ñạt chất lượng cao hơn. 10. Cơ khí hóa và tự ñộng hóa các quá trình sản xuất: giảm ñược sức lao ñộng của con người, bảo ñảm ñược sự ñồng ñều cho sản phẩm, nâng cao ñược năng suất của thiết bị và hiệu quả sử dụng tăng. 11. Chọn phương án tối ưu: ta phải chọn phương án tối ưu nhưng phải phù hợp với tình hình cụ thể. ðể chọn phương án tối ưu phải dựa vào trang thiết bị, dựa vào sự liên kết của các quá trình riêng lẽ, dựa vào các quy luật vật lý, hóa sinh học và các yếu tố khác. ðể tối ưu hóa các thông số ảnh hưởng lẫn nhau có khi phải giải các bài toán hàm mục tiêu có nhiều biến. 3. Phương thức lựa chọn dây chuyền công nghệ trong sản xuất TP- SH: 3.1. Chọn qui trình công nghệ: - Giới thiệu các loại qui trình hiện có: Qua các giáo trình, sách báo, các tài liệu ñã ñược công bố, ñọc và nghiên cứu kỹ qui trình sản xuất của các sản phẩm mà mình dự ñịnh thiết kế . - Nghiên cứu và phân tích những ưu khuyết ñiểm của qui trình này ở các nhà máy trong nước. - Chọn qui trnh công nghệ tối ưu 3.2. Thuyết minh qui trình công nghệ: - Mục ñích ý nghĩa của từng giai ñoạn công nghệ - Chế ñộ công nghệ và biện pháp thực hiện 3.3. Tính hoặc chọn các thiết bị phù hợp phục vụ cho yêu cầu công nghệ, nguyên lý vận hành và các yêu cầu kỹ thuật 3.4. Kiểm tra sản xuất - Kiểm tra trong toàn bộ các công ñoạn của qui trình sản xuất - Các chỉ tiêu cần xác ñịnh - Các phương pháp xác ñịnh. . PHẦN 1 CHƯƠNG 3 Phương thức lựa chọn công nghệ trong sản xuất Thực phẩm – Sinh học 1. Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm: ðể. hay thu nhận nguyên liệu - Bảo quản nguyên liệu tươi hay bán chế phẩm - Chế biến sản phẩm - Bảo quản các sản phẩm - Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng.