Phương pháp, quá trình cô đặc trong sản xuất thực phẩm

Quá trình cô đặc là một trong những phương pháp quan trọng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm nhằm tăng nồng độ chất rắn hòa tan và giảm thể tích sản phẩm. Quá trình này thường được áp dụng để sản xuất các loại thực phẩm như nước ép trái cây, sữa đặc, nước sốt, và nhiều sản phẩm khác. Mục đích chính của quá trình cô đặc là bảo quản thực phẩm lâu hơn, giảm chi phí vận chuyển và lưu trữ, đồng thời cải thiện hương vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Bài viết dưới đây Công ty Luật ACC sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Phương pháp, quá trình cô đặc trong sản xuất thực phẩm

Phương pháp, quá trình cô đặc trong sản xuất thực phẩm

1. Cô đặc là gì?

Cô đặc là quá trình làm bay hơi nước ra khỏi thực phẩm nhằm làm tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Cô đặc thường dùng trong sản xuất các loại mứt quả, nước quả cô đặc, siro…

2. Phương pháp, quá trình cô đặc trong sản xuất thực phẩm

2.1 Phương pháp cô đặc dưới áp suất khí quyển

Phương pháp cô đặc dưới áp suất khí quyển dựa trên nguyên tắc làm bay hơi nước khi gia nhiệt. Quá trình cô đặc được thực hiện ở điều kiện áp suất khí quyển.

Nguyên liệu thực phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi. Khi đó, nước bay hơi và nồng độ chất khô của sản phẩm tăng dần theo thời gian cô đặc. Tốc độ bay hơi nước của dịch cô đặc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Diện tích tiếp xúc giữa thực phẩm và tác nhân gia nhiệt
• Sự chuyển động của thực phẩm trong thiết bị cô đặc
• Tính chất của thực phẩm

Thời gian cô đặc phụ thuộc vào tốc độ bay hơi. Tốc độ bay hơi càng cao thì thời gian cô đặc càng ngắn.

Trong điều kiện áp suất khí quyển, dịch quả có nhiệt độ sôi khoảng 100oC. Ở môi trường có nhiệt độ cao, chất lượng thực phẩm rất dễ bị biến đổi. Sản phẩm sau khi cô đặc thường bị sẫm màu, thay đổi mùi vị, tổn thất vitamin và các chất dinh dưỡng.

2.2 Phương pháp cô đặc chân không

Hiện nay, hầu hết các sản phẩm thực phẩm đều được cô đặc trong điều kiện chân không. Đây phương pháp khắc phục được nhược điểm của phương pháp cô đặc tại áp suất khí quyển.

Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào áp suất của môi trường. Khi áp suất hơi càng thấp thì nhiệt độ sôi càng giảm. Áp dụng nguyên lý này, áp suất môi trường được hạ thấp trong quá trình cô đặc. Thông thường, áp suất được giảm đến mức đủ để nhiệt độ sôi nằm trong khoảng 45 – 70oC tùy theo loại nguyên liệu và mục đích cô đặc.

Việc giảm nhiệt độ sôi giúp hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ cao đến chất lượng thực phẩm. Tuy nhiên, nhiệt độ 45 – 70oC là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các enzyme hoạt động. Vì vậy, nguyên liệu trước khi cô đặc cần được đun nóng đến 80 – 95oC trong thời gian ngắn. Quá trình này có mục đích vô hoạt enzyme, ngăn ngừa enzyme hoạt động làm giảm chất lượng sản phẩm.

2.3 Phương pháp cô đặc bằng lạnh đông

Cô đặc bằng lạnh đông là phương pháp cô đặc dựa trên sự phát triển của kỹ thuật lạnh. Trong phương pháp này, dịch quả được làm lạnh đông. Trong quá trình làm lạnh đông, các phân tử nước kết tinh và kích thước tinh thể đá lớn dần tạo thành khối băng. Hỗn hợp thu được gồm 2 pha: pha rắn là tinh thể đá và pha lỏng là dịch quả có nồng độ chất khô cao (dịch quả cô đặc).

Nồng độ dịch quả cô đặc phụ thuộc vào mức độ đóng băng của nước. Nước đóng băng càng nhiều thì hàm lượng chất khô của sản phẩm cuối cùng càng cao. Ở điều kiện nhiệt độ càng thấp, quá trình lạnh đông diễn ra càng nhanh và tinh thể đá tạo thành càng nhiều.

Quá trình đóng băng không chỉ làm kết tinh nước mà còn làm đông tụ pectin, chất tạo nhớt… Nhờ đó, dịch quả sau khi cô đặc được trong hơn. Sản phẩm cô đặc lạnh đông có chất lượng rất cao do không chịu tác động xấu từ nhiệt độ.

Tuy nhiên, cô đặc bằng lạnh đông không thể nâng nồng độ chất khô lên cao như phương pháp làm bay hơi nước. Nguyên nhân là do khi nồng độ dịch càng cao thì nhiệt độ đóng băng càng thấp. Khi đó, lượng tinh thể đá tạo thành ngày càng ít và lượng dịch mất theo đá ngày càng tăng. Nồng độ chất khô cao nhất có thể thu được khi cô đặc lạnh đông vào khoảng 60 – 62%.

Ngoài ra, cô đặc bằng lạnh đông tiêu hao năng lượng rất lớn, yêu cầu trang thiết bị phức tạp. Vì vậy, sản phẩm cô đặc lạnh đông thường có giá thành cao. Đây là nguyên nhân hạn chế khả năng ứng dụng của phương pháp này.

2.4 Cô đặc bằng thẩm thấu ngược

Thẩm thấu

Thẩm thấu là hiện tượng xuất hiện khi ngăn cách các dung dịch có nồng độ khác nhau bởi một màng bán thấm. Màng bán thẩm là một màng đặc biệt, ngăn cản các chất hòa tan nhưng lại cho nước đi qua. Khi đó, dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu, nước từ dung dịch có nồng độ thấp hơn sẽ thẩm thấu qua màng cho đến khi nồng độ hai dung dịch cân bằng nhau.

Thẩm thấu ngược

Cô đặc bằng phương pháp thẩm thấu ngược là phương pháp làm ngược chiều của dòng thẩm thấu. Để làm được điều này, cần tác dụng lên dung dịch đặc hơn một áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu giữa hai dung dịch đó. Phương án này được thực hiện bằng cách tạo ra dòng chảy mạnh đối với dung dịch đặc bằng một bơm cao áp.

Khi đó, nước sẽ dịch chuyển từ dung dịch có nồng độ chất tan cao sang dung dịch có nồng độ chất tan thấp. Kết quả là nồng độ dung dịch đặc hơn tiếp tục được tăng cao.

Phương pháp cô đặc bằng thẩm thấu ngược không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này cũng làm tổn thất một số muối, acid phân tử nhỏ và không thể cô đặc đến nồng độ quá cao.

Đề tìm hiểu thêm về Quy trình sản xuất thực phẩm an toàn xin mời quý khách cùng tham khảo bài viết sau!

3. Một số tính chất của dung dịch liên quan đến quá trình cô đặc

Một số tính chất của dung dịch liên quan đến quá trình cô đặc

3.1. Nhiệt hoà tan

Khi hoà tan một chất rắn vào một dung môi, có hai quá trình xảy ra;

– Do tương tác giữa các phần tử của dung môi và các phần tử chất tan mà mạng lưới tinh thể của chất tan bị phá hủy. Đây là quá trình thu nhiệt của dung môi, nên nhiệt độ của dung môi bị lạnh đi.

– Tạo thành mối liên kết giữa các phân tử chất tan vối các phân tử dung môi, gọi là quá trình solvat hóa (nếu dung môi là nước thì gọi là hydrat hóa). Quá trình này toả nhiệt.

Nhiệt hoà tan là tổng của 2 lượng nhiệt này. Trị số nhiệt hòa tan của một chất có thể dương (toả nhiệt) hoặc âm (thu nhiệt), phụ thuộc vào tính chất của chất tan và dung môi. Các chất dễ tạo thành quá trình solvat hóa thì nhiệt hoà tan dương, còn những chất không tạo thành solvat thì nhiệt hoà tan âm. Khi tính toán cân bằng nhiệt của quá trình cô đặc, cần biết nhiệt hòa tan để thêm nhiệt vào hoặc bớt nhiệt đi.

3.2. Nhiệt độ sôi của dung dịch

Nhiệt độ sôi của dung dịch là thông số quan trọng khi tính toán và thiết kế thiết bị cô đặc, vì từ nhiệt độ sôi của dung dịch ta sẽ chọn được chất tải nhiệt để đốt nóng cũng như các chế độ làm việc của thiết bị. Hiệu số nhiệt độ giữa chất tải nhiệt và dung dịch sôi là một trong những yếu tố xác định bề mặt truyền nhiệt của thiết bị.

3.3 Sự thay đổi tính chất của dung dịch khi cô đặc

Khi dung dịch bay hơi, nồng độ chất tan tăng lên. Do đó, tính chất của dung dịch sẽ thay đổi. Sự thay đổi này ảnh hưởng đến việc tính toán, cấu tạo, vận hành của thiết bị cô đặc.

4. Các câu hỏi thường gặp

Người tiêu dùng cần lưu ý gì khi sử dụng và bảo quản các sản phẩm thực phẩm cô đặc?

Luôn kiểm tra hạn sử dụng trên bao bì sản phẩm trước khi mua và sử dụng. Tránh sử dụng các sản phẩm đã hết hạn vì có thể gây hại cho sức khỏe.

Các sản phẩm thực phẩm cô đặc thường đi kèm với hướng dẫn sử dụng chi tiết. Đọc và tuân thủ các hướng dẫn này để đảm bảo sản phẩm được sử dụng đúng cách.

Bảo quản sản phẩm theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Một số sản phẩm cần được giữ ở nơi khô ráo, thoáng mát, trong khi những sản phẩm khác có thể cần bảo quản trong tủ lạnh.

Đối với các sản phẩm sau khi đã mở nắp, hãy lưu ý thời gian bảo quản và cách lưu trữ thích hợp để tránh hư hỏng.

Việc bảo quản và sử dụng thực phẩm cô đặc có khác gì so với thực phẩm không cô đặc?

Thực phẩm cô đặc: Thường có thời gian bảo quản dài hơn do đã được giảm thiểu lượng nước, giúp ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc.

Thực phẩm không cô đặc: Thường có thời gian bảo quản ngắn hơn, đặc biệt là các sản phẩm tươi sống như rau củ quả, thịt cá, dễ bị hỏng nếu không bảo quản đúng cách.

Làm thế nào để lựa chọn phương pháp cô đặc phù hợp cho từng loại sản phẩm thực phẩm?

Việc lựa chọn phương pháp cô đặc phù hợp cho từng loại sản phẩm thực phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tính chất của sản phẩm, yêu cầu về chất lượng, và điều kiện sản xuất. 

Hy vọng qua bài viết, chúng tôi đã giúp quý khách hàng hiểu rõ hơn về Phương pháp, quá trình cô đặc trong sản xuất thực phẩm. Đừng ngần ngại hãy liên hệ với Công ty Luật ACC nếu quý khách hàng có bất kỳ thắc mắc gì cần tư vấn giải quyết.