0.3 Hệ thống thiết bị cấp đông  (Page 4/4)

b. Biến đổi màu sắc: Đồng thời với quá trình trên màu sắc thực phẩm cũng biến đổi do hiệu ứng quang học do tinh thể đá khúc xạ ánh sáng. Màu sắc thực phẩm khi nước đóng băng phụ thuộc tính chất quang ánh sáng của các tinh thể nước đá.

c. Bay hơi nước: Trong quá trình làm lạnh đông có hiện tượng mất nước, giảm trọng lượng sản phẩm. Đó là sự bay hơi nước vào không khí từ bề mặt thực phẩm, do chênh lêch mật độ  giữa không khí sát bề mặt và không khí xung quanh.

Ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào không khí xung quanh, nếu sản phẩm nhập có bề mặt còn ướt thì khi cấp đông chúng sẽ đông lại, sau đó diễn ra quá trình thăng hoa. Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩm và không khí trong buồng cấp đông càng lớn thì ẩm bốc càng mạnh, gây hao hụt khối lượng.

d. Khuyếch tán nước: Khi cấp đông xảy ra hiện tượng khuyếch tán nước trong cấu trúc thực phẩm, nước khuyếch tán là do các nguyên nhân:

+ Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên do chênh lệch mật độ .

+ Sự lớn lên của tinh thể nước đá luôn thu hút nước từ những vị trí chưa kết tinh dẫn đến, làm cho nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp chuyển đến nơi có nồng độ chất tan cao. Sự di chuyển của nước thực hiện nhờ tính bám thấm và mao dẫn của cấu trúc thực phẩm. Động lực của quá trình khuyếch tán, làm cho nước di chuyển từ trong tế bào ra gian bào và từ trong ra ngoài, từ vị trí liên kết ra tự do. Khi nước khuyếch tán cấu trúc tế bào co rút, một số chất tan biến tính, dẫn đến khi làm tan một phần thực phẩm gần bề mặt.

e. Các thông số nhiệt vật lý thay đổi

- Biến đổi nhiệt dung: Nhiệt dung sản phẩm thay đổi là do nước trong thực phẩm đã được đóng băng. Nhiệt dung khi đó được tính:

CSP = CCK(1-W) + Cđ..W + Cn.(1-).W ; kJ/kg.K(4-3)

CSP, CCK, Cđ, Cn – Nhiệt dung riêng của sản phẩm, chất khô, nước đá và của nước, kJ/kg.K;

- Tỷ lệ nước đã đóng băng ở nhiệt độ tđb

W – Hàm lượng nước trong sản phẩm.

Nhiệt dung riêng sản phẩm trước khi đóng băng

Co = CCK(1-W) + Cn.W ; kJ/kg.K(4-4)

Do đó

CSP = Co - (Cn - Cđ)..W = Co – 2,096..W ; kJ/kg.K

Có thể xác định nhiệt dung riêng sản phẩm theo công thức thực nghiệm như sau:

$C_{\text{SP}}=C_o-\frac{A_c}{1+\frac{B_c}{\text{lg}t}},\text{kCal}/\text{kg}\text{.}K$ (4-5)

Ac, Bc – Là các hằng số thực nghiệm

- Biến đổi hệ số dẫn nhiệt

Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm cũng thay đổi thể hiện ở công thức dưới đây:

${\lambda }_{\text{SP}}={\lambda }_o+\frac{A_{\lambda }}{1+\frac{B_{\lambda }}{\text{lg}[t+(1-t_{\text{kt}})]}}$ (4-6)

SP, o – Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm lạnh đông và ở nhiệt độ kết tinh ( nhưng sản phẩm chưa kết tinh), W/m.K;

A, B - Hằng số thực nghiệm

t, tkt – Nhiệt độ sản phẩm cấp đông và nhiệt độ kết tinh (không kể dấu âm), oC

- Biến đổi hệ số dẫn nhiệt độ

Hệ số dẫn nhiệt độ của sản phẩm cũng thay đổi và được tính theo công thức sau đây:

$a_{\text{SP}}=a_o+\frac{A_a}{1+\frac{B_a}{\text{lg}[t+(1-t_{\text{kt}})]}}$ (4-7)

aSP, ao – Hệ số dẫn nhiệt độ của sản phẩm lạnh đông và ở nhiệt độ kết tinh ( nhưng sản phẩm chưa kết tinh), m2/s;

Aa, Ba - Hằng số thực nghiệm.

t, tkt – Nhiệt độ sản phẩm cấp đông và nhiệt độ kết tinh (không kể dấu âm), oC.

Dưới đây là bảng các thông số của một số sản phẩm

Bảng 4-2: các hằng số thực nghiệm

Biến đổi hoá học

Bản chất quá trình biến đổi hoá học của thực phẩm khi làm lạnh là sự phân giải của các chất dự trữ năng lượng do tác động của các enzim có sẵn trong thực phẩm.

- Mức độ biến đổi hoá học phụ thuộc vào trạng thái ban đầu của thực phẩm và phương pháp làm lạnh. Nói chung do nhiệt độ giảm nhanh thời gian làm lạnh ngắn nên các biến đổi hoá học diễn ra với tốc độ rất chậm, ít hư hỏng, chất lượng thực phẩm được đảm bảo.

- Các biến đổi chủ yếu là do sự ôxi hoá các sắc tố làm biến màu thực phẩm. Sự ôxi hoá phụ thuộc mức độ tiếp xúc với không khí của thực phẩm và chất lượng ban đầu.

- Để giảm sự ôxi hoá có thể loại bỏ các sắc tố trước khi làm lạnh, hạn chế bớt các hoạt tính của các enzim, hạn chế tiếp xúc với không khí, làm tăng tốc độ làm lạnh.

Biến đổi do vi sinh

Trước khi làm lạnh thực phẩm thường được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất nơi chứa chấp nhiều loại vi sinh vật.

Trong quá trình làm lạnh do nhiệt độ môi trường làm lạnh có nhiệt độ không phù hợp với các vi sinh vật nên vi sinh vật ở lớp bề mặt thực phẩm bị tiêu diệt. Số còn lại bị hạn chế khả năng hoạt động. Nhưng chúng thích nghi dần với lạnh, nên thời gian bảo quản thực phẩm bị giảm.