ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Mã số đề tài: 2020 – 16116211

NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
CHIÊN CHÂN KHÔNG NĂNG SUẤT 20KG NGUYÊN LIỆU CÀ
RỐT/MẺ

GVHD: PGS. TS. Nguyễn Tấn Dũng
ThS. Đ Th y Kh nh Linh
SVTH: Nguyễn Hồng Minh
Đ Duy Tùng

Tp.Hồ Chí Minh, 1/2021


LỜI CÁM ƠN
Chúng tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến người thầy ưu tú PGS.TS Nguyễn Tấn
Dũng - trưởng khoa Cơng nghệ Hóa học và Thực phẩm của trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật TP. HCM. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính tốn, thiết
kế và chế tạo hệ thống chiên chân không với năng suất 20kg nguyên liệu cà rốt/mẻ, thầy đã
tận tâm chỉ bảo, nghiêm khắc rèn dũa v hướng dẫn tận tình chúng tơi để hồn thành thật tốt
khóa luận tốt nghiệp cũng thực hiện thật tốt những thao tác, kỹ năng chun ngành. Bên
cạnh đó, chúng tơi xin chân th nh cảm ơn ThS. Đỗ Th y Khánh Linh đã giúp đ chúng tôi
ho n th nh đồ án thuận một cách thuận lợi nhất
Chúng tôi cũng xin chân th nh cám ơn sự dạy dỗ tận tậm, yêu thương sinh viên v
luôn trao dồi, truyền đạt các kiến thức quý báu về ngành Công nghệ Thực phẩm cho chúng

tôi, suốt 4 năm ngồi trên ghế giảng đường của q thầy cơ Khoa Cơng nghệ Hóa học và
Thực phẩm. Đây chính l động lực to cho chúng tơi khơng ngừng cố gắng, hồn thiện thật
tốt đồ án. Chúng tôi xin cảm ơn nh trường đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng tôi thực hiện
đồ án tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
Nhóm chúng tôi xin gửi lời cám ơn đến KS. Lê Văn Ho ng, đã tận tình giúp đ nhóm
chúng tơi trong suốt thời gian triển khai v ho n th nh đồ án tốt nghiệp.
Chúng tôi cũng không quên gửi lời cám ơn đến các anh kỹ sư, kỹ thuật viên ở xưởng
cơ khí Khang Thịnh đã hỗ trợ tận tình và hồn thiện hệ thống về phần cơ khí v điện tử.
D đã có nhiều cố gắng v ho n th nh đề t i đúng thời hạn, thế nhưng hệ thống vẫn
đang đi v o ho n thiện hơn. Mặc d đã đi v o ho n thiện, nhưng sẽ khơng tránh khỏi những
sai sót. Chúng tơi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn.

xx


TĨM TẮT KHĨA LUẬN
Đối với nhiệm vụ của khóa luận chúng tơi đã nghiên cứu tính tốn, thiết kế và chế
tạo hệ thống chiên chân không năng suất 20kg/ mẻ với nguyên liệu cà rốt. Các thông số
ban đầu sử dụng cho q trình tính tốn:
+ Độ ẩm đầu vào của nguyên liệu l 89% v độ ẩm cuẩ sản phẩm là 5%
+ Khối lượng riêng của nguyên liệu:  = 1035( kg/m3)
+ Các thông số dầu chiên ban đầu: 30oC, nhiệt độ chiên 120oC, thời gian chiên
30 phút, áp suất chiên: 80mmHg.
Hệ thống chiên chân không được chế tạo bao gồm: nồi chiên dạng hình trụ đứng có kích
thước đường kính d = 560mm, chiều cao h = 1150mm, gồm 2 thanh điện trở dạng chữ U gia
nhiệt cho dầu chiên với công suất 4 kW mỗi điện trở mắc song song, vách nồi chiên là inox
304 dày 6 mm, vách ngoài làm bằng inox 201 dày 2 mm, ở giữa là lớp cách nhiệt
polyurethane foam d y 50 mm; bơm chân khơng có cơng suất 2 HP; thiết bị ngưng ẩm dạng
hình trụ, đường kính l 270mm (sau khi đổ foam cách nhiệt bằng polyurethane dày 30mm
thì tổng đường kính là 330mm), chiều d i l 380mm (sau khi đổ foam cách nhiệt bằng

polyurethane dày 30mm thì tổng chiều dài là 440mm) và số ống đồng là 209 ống; máy nén
lạnh có cơng suất điện 1 HP; dàn nóng có cơng suất 3 HP.
Tồn bộ hệ thống đượcc điều khiển kết hợp bằng tay và tự động. Hệ thống cảm biến và
bộ điều khiển nhiệt độ được thiết kế phù hợp có thể tự động đóng, mở các quá trình gia nhiệt
khi nhiệt độ đạt yêu cầu, tiết kiệm điện năng.
Sau chế tạo, chúng tôi tiến hành chiên mẫu nguyên liệu cà rốt để kiểm tra và hiệu chỉnh
thiết bị, mẫu chiên theo chế độ phù hợp, đảm bảo được tính chất cảm quan, màu sắc phù hợp
v hương vị đặc trưng.

xxii


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ....................................................................... i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC
PHẨM KHĨA 2016 (NGƯỜI HƯỚNG DẪN) ............................................................... iii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC
PHẨM KHĨA 2016 (PHẢN BIỆN) ............................................................................... viii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC
PHẨM KHÓA 2016 (THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG) ...................................................... xiv
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................................... xx
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. xxi
TÓM TẮT KHÓA LUẬN .............................................................................................. xxii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... xxiii
MỤC LỤC H NH .......................................................................................................... xxvii
MỤC LỤC BẢNG ........................................................................................................... xxx
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... xxxi
Chương 1: T NG QUAN ................................................................................................... 1
1.1. Công nghệ chiên chân không ...................................................................................... 1


1.1.1. Cơ sở khoa học về quá trình chiên ................................................................... 1
1.1.2. Hệ thống thiết bị chiên chân không ............................................................... 10
1.1.3. Ưu v nhược điểm của công nghệ chiên chân không .................................... 13
1.1.4. Ảnh hưởng của chiên chân không tới sự oxy hóa dầu. .................................. 14
1.1.5. Lợi ích và ứng dụng của công nghệ chiên chân không .................................. 14
1.1.6. Hệ thống thiết bị chiên chân không ............................................................... 15
1.1.7. Hệ thống điều khiển tự động .......................................................................... 25
1.2. Tổng quan về cà rốt ................................................................................................... 28

1.2.1. Giới thiệu chung và nguồn gốc cà rốt ............................................................ 28
1.2.2. Phân bố ........................................................................................................... 30
1.2.3. Phân loại ......................................................................................................... 30
1.1.4. Đặc điểm sinh học .......................................................................................... 32
1.2.5. Thành phần hóa học ....................................................................................... 33

xxiii


1.2.6. C rốt chiên .................................................................................................... 38
1.3. Quy trình cơng nghệ .................................................................................................. 43

1.3.1. Sơ đồ quy trình ............................................................................................... 43
1.3.2. Thuyết minh quy trình .................................................................................... 44
1.4. Kết luận....................................................................................................................... 50
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, T NH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ
TẠO .................................................................................................................................... 52
2.1. Sơ đồ ngun lý tính tốn, thiết kế và chế tạo hệ thống chiên chân không .......... 52
2.2. Phương ph p nghiên cứu .......................................................................................... 54

2.2.1. Phương pháp tiếp cận hệ thống ...................................................................... 54

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu phân tích tổng hợp .................................... 56
2.2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu chỉnh các thông số của
máy bằng thực nghiệm ......................................................................................... 57
2.3. Phương ph p tính to n và thiết kế ........................................................................... 61

2.3.1. Tính tốn chọn các thơng số cần thiết cho tính tốn thiết kế ......................... 61
2.3.2. Tính tốn cân bằng vật chất ........................................................................... 62
2.3.3. Tính tốn cân bằng năng lượng ...................................................................... 63
2.3.4. Tính cân bằng lực – kiểm tra bền cho thiết bị ................................................ 64
2.3.5. Sử dụng cơng cụ tốn học, cơng nghệ thơng tin phục vụ cho tính tốn ........ 66
2.4. Phương ph p chế tạo ................................................................................................. 66

2.4.1. Phương pháp cắt gọt kim loại ........................................................................ 66
2.4.2. Phương pháp h n ............................................................................................ 67
2.4.3. Phương pháp nắn, uốn kim loại ..................................................................... 69
2.4.4. Phương pháp đánh bóng ................................................................................. 71
Chương 3: T NH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ................................................... 72
3.1. Tính to n..................................................................................................................... 72

3.1.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống chiên chân không ................................... 72
3.1.2. Thơng số ban đầu ........................................................................................... 74
3.1.3. Tính tốn cân bằng vật chất ........................................................................... 75
3.1.4. Tính tốn cân bằng năng lượng ...................................................................... 76
3.1.5. Tính tốn thiết bị chính .................................................................................. 78

xxiv


3.1.6. Thiết kế buồng chiên ...................................................................................... 78
3.1.7. Thiết kế khoang nhập liệu .............................................................................. 79

3.1.8. Thiết kế cửa nhập liệu .................................................................................... 79
3.1.9. Thiết kế khung đặt giỏ nguyên liệu ................................................................ 79
3.1.10. Tính tốn bề dày thiết bị chiên ..................................................................... 80
3.1.11. Tính toán bề dày lớp cách nhiệt thân thiết bị ............................................... 81
3.1.12. Tính tốn đường kính ống dẫn khí ............................................................... 82
3.1.13. Tính tốn lựa chọn bơm chân khơng ............................................................ 83
3.1.14. Tính tốn phụ tải lạnh .................................................................................. 84
3.1.15. Tính tốn hệ thống ngưng tụ ẩm .................................................................. 85
3.1.16. Tính tốn chọn chu trình lạnh ...................................................................... 90
3.1.17. Tính tốn chọn máy nén lạnh ....................................................................... 91
3.1.18. Tính tốn diện tích trao đổi nhiệt của dàn nóng chính ................................. 94
3.1.19. Tính tốn chọn thiết bị phụ .......................................................................... 95
3.1.20. Kiểm tra tính bền cho nồi chiên ................................................................... 96
3.2. Xây dựng b n vẽ hệ thống chiên chân không .......................................................... 98
3.3. Chế tạo hệ thống chiên chân không ......................................................................... 98
Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐI U KHI N TỰ ĐỘNG ................................ 111
4.1. Nguyên tắc: ............................................................................................................... 111
4.2. Thiết kế phần động lực của hệ thống chiên chân không ...................................... 112
4.3. Thiết kế phần điều khiển của hệ thống chiên chân khơng ................................... 113
4.4. Chương trình tự động đo lường và điều khiển hệ thống chiên chân không ....... 114
Chương 5: KHẢO NGHIỆM THỰC TẾ, HIỆU CH NH THIẾT B CHIÊN CHÂN
KHÔNG VÀ XÂY DỰNG QUY TR NH CÔNG NGHỆ ............................................ 115
5.1. Mục đích ................................................................................................................... 115
5.2. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................................... 115
5.3. Đ nh gi dựa trên chỉ số peroxide .......................................................................... 116

5.3.1. Kết quả cảm quan ......................................................................................... 116
5.3.2. Chỉ số peroxide ............................................................................................ 122
5.4. Hiệu chỉnh thiết bị.................................................................................................... 123
5.5. Xây dựng quy trình cơng nghệ ............................................................................... 126


xxv


5.5.1. Quy trình ...................................................................................................... 126
5.5.2. Thuyết minh quy trình.................................................................................. 127
Chương 6: T NH TỐN KINH TẾ .............................................................................. 129
6.1. Chi phí chế tạo hệ thống chiên chân khơng ........................................................... 129
6.2. Tính toán kinh tế cho s n phẩm ............................................................................. 130
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH ………………………………………………………... 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

xxvi


MỤC LỤC H NH
Hình 1.1. Các quá trình vật lý và hóa học diễn ra trong q trình chiên .............................. 2
Hình 1.2. Sự thủy phân chất béo ........................................................................................... 3
Hình 1.3. Sự oxy hóa dầu chiên ............................................................................................ 3
Hình 1.4. Sự polymer hóa dầu chiên..................................................................................... 4
Hình 1.5. Truyền nhiệt và truyền khối trong phương pháp chiên bề mặt và chiên bề sâu ... 6
Hình 1.6. Thiết bị chiên bề sâu liên tục ................................................................................ 8
Hình 1.7. Các cách sắp xếp băng tải khác nhau .................................................................... 9
Hình 1.8. Nồi chiên chân khơng ......................................................................................... 15
Hình 1.9. Bơm chân khơng ................................................................................................. 16
Hình 1.10. Mặt cắt bơm chân khơng vịng nước................................................................. 17
Hình 1.11. Ngun lý hoạt động máy bơm chân khơng vịng dầu cánh trượt .................... 18
Hình 1.12. Nguyên lý hoạt động của máy bơm chân không sử dụng cylinder ................... 18
Hình 1.13. Chu trình hoạt động máy bơm chân khơng khơ ................................................ 19

Hình 1.14. Lo hơi cơng nghiệp ........................................................................................... 21
Hình 1.15. Thiết bị gia nhiệt điện trở.................................................................................. 21
Hình 1.16. Thiết bị li tâm.................................................................................................... 22
Hình 1.17. Tủ điện của hệ thống chiên chân khơng ........................................................... 22
Hình 1.18. Hệ thống chiên chân khơng TWIN-100 ............................................................ 24
Hình 1.19. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển (Nguyễn Tấn Dũng, 2015) ............................. 25
Hình 1.20. Sơ đồ nguyên tắc điều khiển theo sai lệch ........................................................ 26
Hình 1.21. Sơ đồ nguyên tắc điều khiển theo bù nhiễu ...................................................... 26
Hình 1.22. Sơ đồ nguyên tắc điều khiển hỗn hợp ............................................................... 27
Hình 1.23. C rốt trong nước .............................................................................................. 31
Hình 1.24. Hình thái học của cây cà rốt.............................................................................. 32
Hình 1.25. Củ cà rốt ............................................................................................................ 33
Hình 1.26. Hoa cà rốt .......................................................................................................... 33
Hình 1.27. Một số sản phẩm bột c rốt trên thị trường ....................................................... 41
Hình 1.28. Một số sản phẩm c rốt sấy trên thị trường ...................................................... 42
Hình 1.29. Một số sản phẩm c rốt chiên chân khơng trên thị trường ................................ 42
Hình 1.30. Sơ đồ quy trình sản xuất c rốt chiên chân khơng ............................................ 43

xxvii


Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiên chân khơng ...................................................... 52
Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu xác lập chế độ cơng nghệ chiên chân khơng.......................... 55
Hình 2.3. Quy trình xác định chỉ số peroxide ..................................................................... 58
Hình 3.1. Sơ đồ ngun lý chiên chân khơng ..................................................................... 72
Hình 3.2. Bản vẽ nồi chiên ................................................................................................. 78
Hình 3.3. Đồ thị T-S và lgP-h của chu trình khơ ................................................................ 91
Hình 3.4. Chế tạo thiết bị hệ thống chiên chân khơng ...................................................... 100
Hình 3.5. Lắp ráp hệ thống chiên chân khơng .................................................................. 100
Hình 3.6. Thiết kế bảng điện điều khiển hệ thống chiên chân khơng ............................... 101

Hình 3.7. M n hình cảm ứng ............................................................................................ 102
Hình 3.8. Cơng tắc nguồn hệ thống .................................................................................. 102
Hình 3.9. Nút dừng khẩn cấp ............................................................................................ 103
Hình 3.10. Sản phẩm chiên thử nghiệm ............................................................................ 104
Hình 3.11. Hệ thống chiên chân khơng hồn chỉnh .......................................................... 105
Hình 3.12. Nồi chiên chân khơng ..................................................................................... 106
Hình 3.13. Thiết bi ngưng ẩm cho nồi chiên .................................................................... 107
Hình 3.14. Máy nén .......................................................................................................... 108
Hình 3.15. Dàn nóng ......................................................................................................... 108
Hình 3.16. Bình tách lỏng ................................................................................................. 109
Hình 3.17. Bơm chân khơng ............................................................................................. 109
Hình 3.18. Thiết bị ly tâm ................................................................................................. 110
Hình 3.19. Tủ điện ............................................................................................................ 110
Hình 4.1. Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển thơng minh ........................................ 111
Hình 4.2. Quy tắc hoạt động tự động hệ thống chiên chân khơng .................................... 112
Hình 4.3. Mạch điện động lực của hệ thống chiên chân khơng ........................................ 112
Hình 4.4. Mạch điều khiển nhiệt độ.................................................................................. 113
Hình 4.5. Mạch điều khiển dàn lạnh ................................................................................. 113
Hình 4.6. Mạch điều khiển áp suất ................................................................................... 114
Hình 5.2. Mẫu c rốt chiên tại 900C, 16 phút, sau khi chiên ............................................ 123
Hình 5.3. Mẫu c rốt chiên tại 950C, 15 phút, sau khi chiên ............................................ 123
Hình 5.4. Mẫu c rốt chiên tại 850C, 16 phút sau 2 ng y bảo quản .................................. 123
Hình 5.5. Mẫu c rốt chiên tại 850C, 14 phút, sau 2 ng y bảo quản ................................. 124

xxviii


Hình 5.6. Mẫu c rốt chiên tại 900C, 15 phút, sau 2 ng y bảo quản ................................. 124
Hình 5.7. Sơ đồ quy trình cơng nghệ ................................................................................ 126
Hình 5.8. C rốt sau khi cắt lát ......................................................................................... 127

Hình 5.9. Đóng gói ngun liệu c rốt .............................................................................. 127

xxix


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của cây cà rốt ...................................................................... 29
Bảng 1.2. Thành dinh dư ng trong 100g cà rốt (củ đỏ, vàng) ............................................ 34
Bảng 1.3. Chỉ tiêu vi sinh trong sản phẩm cà rốt chiên chân không ................................... 41
Bảng 2.1. Bậc đánh giá chất lượng của TCVN 3215:79 .................................................... 59
Bảng 3.1. Kết quả đo thực nghiệm khối lượng c rốt xếp trên 0,071 m 2 ........................... 75
Bảng 3.2. Bảng giá trị f(Ra) ................................................................................................ 86
Bảng 3.3. Bảng giá trị thông số môi chất lạnh .................................................................... 92
Bảng 3.4. Bảng tóm tắt số liệu tính tốn ............................................................................. 97
Bảng 5.1. Danh sách các mẫu cảm quan ........................................................................... 115
Bảng 5.2. Danh sách mẫu mã hóa ..................................................................................... 116
Bảng 5.3. Bảng kết quả đánh giá cảm quan ...................................................................... 116
Bảng 5.4. Bảng phân tích phương sai ............................................................................... 120
Bảng 5.5. Điểm cảm quan theo thứ tự giảm dần của các mẫu .......................................... 121
Bảng 5.6. Sự khác nhau về độ yêu thích giữa các mẫu .................................................... 121
Bảng 5.7. Kết quả độ yêu thích của các mẫu .................................................................... 122
Bảng 5.8. Kết quả đo chỉ số peroxide ............................................................................... 122
Bảng 5.9. Hiệu chỉnh thiết bị ............................................................................................ 125
Bảng 6.1. Chi phí chế tạo hệ thống chiên chân khơng...................................................... 129

xxx


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

Khử nước là một biện pháp bảo quản thực phẩm lâu đời v nó đóng một vai trị quan
trọng trong ngành cơng nghệ thực phẩm. Thơng thường để sản xuất thực phẩm khô người ta
chọn phương pháp l m khơ khơng khí, sự ảnh hưởng của khơng khí sẽ gây ra một
số biến đổi về sắc hương vị cũng như chất lượng của sản phẩm. Chiên ngập dầu cũng l
một phương pháp l m khô thực phẩm, Chiên ngập dầu là quá trình xử lý nhiệt trong đó chất
béo vừa là chất tải nhiệt vừa là thành phần dinh dư ng của sản phẩm. (Fan v cộng sự, 2005).
Chiên ngập dầu là một quá trình diễn ra dưới nhiệt độ cao ở áp suất khí quyển (khoảng
180°C) (Shyu v cộng sự, 1998). Trong quá trình chiên, thực phẩm được ngâm trong bể dầu
ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của nước (Maity v cộng sự, 2014). Khi dầu sôi tiêp xúc trực
tiếp với Oxi không khí làm q trình oxy hóa xảy ra nhanh, dẫn đến chất lượng sản phảm
giảm. Bên cạnh đó, phản ứng oxi hóa ở nhiệt độ cao sẽ làm biến đổi thành phần protein,
lipid, glucid, carotenoic,… điều đó l m ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm vể giá
trị dinh dư ng và cả về màu. Ngoài ra việc sử dụng dầu chiên đi chiên lại nhiều lần cũng gây
ra ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Đối với sản phẩm chiên tiêu chí chất lượng quan
trọng nhất là sự hấp thụ dầu. Tiêu thụ dầu gây ra các vấn đề sức khỏe đáng kể như bệnh tim
mạch v nh, ung thư, tiểu đường và cao huyết áp và khơng thể hịa hợp với nhận thức của
người tiêu d ng đối với việc tiêu thụ các sản phẩm thực phẩm lành mạnh và ít chất béo
(Maity v cộng sự, 2014).
Vì vậy chiên chân khơng là một lựa chọn phù hợp để hạn chế kể trên. Trong hoạt động
chiên chân khơng, thực phẩm được làm nóng dưới áp suất chân khơng trong một hệ thống
khép kín làm giảm điểm sơi của dầu chiên v độ ẩm trong thực phẩm. Nước trong thực phẩm
có thể nhanh chóng được loại bỏ khi nhiệt độ dầu đạt đến điểm sôi của nước (Shyu v cộng
sự, 1998). Bởi vì thực phẩm được làm nóng ở nhiệt độ thấp hơn v h m lượng oxy trong q
trình chiên chân khơng, màu sắc v hương vị tự nhiên có thể được giữ ngun. Cơng nghệ
này mang lại tính ưu Việt bao gồm: (1) có thể làm giảm h m lượng dầu trong sản phẩm
chiên,(2) có thể giữ được màu sắc v hương vị tự nhiên của sản phẩm do nhiệt độ thấp và
hàm lượng oxy trong q trình này, và (3) ít ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu hơn (Garayo
v cộng sự, 2002).

xxxi



Cà rốt là một loại củ rất phổ biến ở nước ta, là nguồn nguyên liệu phong phú, dễ tìm,
giá thành rẻ nhưng lại chứa rất nhiều chất dinh dư ng cần thiết cho cơ thể. Cụ thể trong
thành phần dinh dư ng của cà rốt chứa nhiều hợp chất chống oxi hóa đẩy l i ung thư. (Dias
v cộng sự, 2012). Bên cạnh đó c rốt cịn có nhiều tác dụng vượt trội như giảm bệnh tiểu
đường, giảm cholesterol trong máu, hạn chế bệnh tim mạch, làm sáng mắt,…Với khao khát
tạo ra các sản phẩm ăn liền, chứa nhiều chất dinh dư ng tự nhiên, đặc biệt giải quyết đầu ra,
tăng giá trị sử dụng của cây cà rốt, thỏa mãn nhu cầu v đa dạng sự lựa chọn cho người tiêu
dùng, phục vụ việc học tập nghiên cứu, tìm hiểu kỹ thuật sản xuất thực phẩm hiện đại để tạo
ra những sản phẩm có chất lượng cao, vì vậy nhóm quyết định chọn đề tài nghiên cứu tốt
nghiệp của mình l : “NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
CHIÊN CHÂN KHÔNG NĂNG SUẤT 20KG NGUYÊN LIỆU CÀ RỐT/MẺ” Nhiều năm
gần đây, diện tích trồng cà rốt của các tỉnh phía Bắc được mở rộng do giá thành cà rổt xuất
khẩu cao, tuy nhiên nươc ta lại bị lệ thuộc vào Trung Quốc vì sản lượng cà rốt Trung Quốc
tăng thì nước ta sẽ khơng xuất khẩu được cà rốt vì vậy giá thành cà rốt trong nước giảm.
Việc nghiên cứu đồ án cũng giúp cho việc giải quyết đầu ra cho sản lượng cà rốt như hiện
nay, đồng thời nếu sản phẩm được thị trường tin dừng thì sẽ tạo ra đầu ra cho người nông
dân trông cà rốt.
Căn cứ theo các quan điểm đề cập như trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu chế tạo hệ
thống chiên chân không với nguyên liệu khảo sát là cà rốt với sự quan tâm hướng dẫn của
thầy PGS.TS. Thầy Nguyễn Tấn Dũng c ng với cộng sự chú KS. Lê Văn Ho ng nhóm
nghiên cứu chúng tôi l sinh viên năm cuối ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật TPHCM tính tốn, thiết kế và chế tạo thành công "Hệ thống chiên chân khơng
DVF-03" năm 2020. Q trình chiên chân khơng (Vacuum Frying) thực hiện trong điều kiện
môi trường chân không nên nhiệt độ sôi của dầu giảm và không tiếp xúc với oxy khơng khí
nên ngăn cản q trình oxy hóa xảy ra, từ đó chất lượng của sản phẩm được nâng cao. Hệ
thống chiên chân không DVF-03 được tự động hóa ho n to n q trình chiên, đo lường và
điều khiển tất cả các thông số công nghệ (nhiệt độ dầu chiên, áp suất môi trường chiên, thời
gian chiên) để khi tiến hành quá trình chiên thì sản phẩm làm ra có chất lượng tốt nhất, chi

phí năng lượng thấp, giá thành giảm.
2. Mục tiêu

xxxii


Nghiên cứu việc tính tốn, thiết kế, chế tạo hệ thống chiên chân khơng năng suất 20kg
cà rốt/mẻ.
Tự động hóa hệ thống thông qua bộ điều khiển
3. Nội dung đồ án
- Tổng quan về nguyên liệu và công nghệ chiên chân không.
- Xác định các thông số công nghệ cần thiết cho tính tốn thiết kế.
- Tính tốn thiết kế hệ thống chiên chân không
- Chế tạo hệ thống chiên chân khơng bằng các phương pháp cơ khí.
- Tính tốn thiết kế hệ thống tự động điều khiển.
- Vận hành và khảo nghiệm hệ thống chiên chân không để xác lập chế độ chiên thích
hợp.
- Xây dựng quy trình chiên chân khơng cho sản phẩm cà rốt chiên.
- Tính kinh tế của hệ thống chiên chân không và sản phẩm.
- Kết luận và kiến nghị.
3. Đối tượng
Hệ thống chiên chân không d ng để chiên các thực phẩm tạo ra các sản phẩm chất
lượng cao.
4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống chiên chân không cho nguyên liệu
cà rốt năng suất 20kg/mẻ.
5. Ý nghĩa khoa học
- Đề t i n y l m cơ sở khoa học cho việc tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống chiênchân không.
- Đề tài này cho phép khảo nghiệm trên hệ thống chiên chân không để xác định tham
số công nghệ l m cơ sở khoa học cho việc xác lập chế độ công nghệ chiên chân không.

6. Ý nghĩa thực tiễn

xxxiii


Đề tài này đã tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống chiên chân không nhằm ứng dụng vào
thực tiễn sản xuất thay thế các công nghệ ngoại nhập làm giảm chi phí đầu tư, mang lại lợi
thế cho doanh nghiệp, phát triển kinh tế đất nước.
7. Bố cục
Đề t i được trình b y trong 6 chương, ngo i ra cịn có phần mở đầu, kết luận v kiến nghị,
mục lục, danh sách hình, danh sách bảng, t i liệu tham khảo. Tất cả được trình b y trong
131 trang.

xxxiv


Chương 1:
T NG QUAN
1.1. Công nghệ chiên chân không
1.1.1. Cơ sở khoa học về quá trình chiên
Chiên là một quá trình xử lý thực phẩm trong dầu béo ở nhiệt độ cao. Khi đó, chất béo
vừa là tác nhân gia nhiệt vừa là thành phần của thực phẩm sau khi chiên (Lê Văn Việt Mẫn
v cộng sự, 2011). Quá trình chiên bao gồm đồng thời cả quá trình truyền nhiệt và truyền
khối, trong đó dầu chiên l mơi trường truyền nhiệt vào thức ăn, qua đó hơi ẩm di chuyển ra
ngoài và dầu được hấp thụ vào thực phẩm (Budžaki v cộng sự, 2005; Krokida v cộng sự,
2000). Nhiệt độ cao thúc đẩy các phản ứng giữa các thành phần thực phẩm như protein v
carbohydrate, sự mất nước trên bề mặt vỏ và sự hấp thu dầu (Gertz, 2014). Trái ngược với
phương pháp luộc, sự gia nhiệt đến nhiệt độ cao này mang lại vẻ ngoài (màu sắc), kết cấu
(độ giòn) và mùi vị mong muốn (Perkins, 2007). Chiên là một quy trình hiệu quả hơn so với
các phương pháp chế biến khác, v đã trở nên rất phổ biến trong các nhà hàng và ngành cơng

nghiệp thực phẩm vì tốc độ và sự đơn giản trong quá trình vận hành.
Thực phẩm được chiên chủ yếu để nấu ăn v l m cho chúng trở nên hấp dẫn, ngon
miệng và dễ tiêu hóa hơn. Thơng thường, thực phẩm được chiên được ngâm trong dầu nóng
ở nhiệt độ từ 120 đến 180°C, tùy thuộc vào nguyên liệu thô và sản phẩm cuối cùng mong
muốn (Costa v cộng sự, 1999). Nhiều thay đổi hóa lý diễn ra trong q trình chiên như sự
hồ hóa tinh bột đặc trưng bởi sự trương nở hạt tinh bột; biến tính protein; hóa nâu; sự hình
thành lớp vỏ, là kết quả của việc làm khô bề mặt sản phẩm chiên; hình thành thành phần
hương vị đặc trưng của thực phẩm chiên; sự giảm khối lượng; và sự trương nở. Những thay
đổi vật lý và hóa học này dẫn đến sự biến đổi cấu trúc ở cả cấp độ vĩ mô v vi mô. Các biến
đổi vật lý và hóa học diễn ra trong q trình chiên được thể hiện trong Hình 1.1. (Hijmans
v cộng sự, 2001).
Chất béo được sử dụng trong q trình chiên có thể là dầu thực vật, m động vật, bơ,
magarine và shortening. Trong sản xuất công nghiệp, người ta chỉ sử dụng shortening để
chiên thực phẩm. Ưu điểm vượt trội của shortening so với các chất béo khác là mức độ oxy

1


hóa thấp hơn trong q trình bảo quản và chiên vì shortening chỉ chứa các thành phần acid
béo no (Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, 2011).
1.1.1.1. Các biến đổi của thành phần trong quá trình chiên

Hình 1.1. Các quá trình vật lý và hóa học diễn ra trong q trình chiên
(Hijmans v cộng sự, 2001)
Những thay đổi vật lý trong dầu xảy ra trong quá trình gia nhiệt và chiên bao gồm sự
tăng độ nhớt, m u đậm dần, tạo ra nhiều bọt và giảm điểm khói. Có nhiều phương pháp có
sẵn để đo lường những thay đổi vật lý này một cách định lượng, nhưng chúng thường được
đánh giá một cách chủ quan bằng cách kiểm tra trực quan trong quá trình chiên thực tế. T y

thuộc v o mỗi sản phẩm, các yếu tố thay đổi thường khác nhau, vì vậy cần căn cứ

v o các phép thử cảm quan để đánh giá sản phẩmMối quan hệ giữa sự thay đổi vật lý và
hóa học trong dầu thường có thể dự đốn được do các sản phẩm phân hủy hóa học của dầu
gây ra những thay đổi vật lý trong dầu chiên, như tăng độ nhớt, màu sắc và tạo bọt (Kathleen
Warner, 2004).

2


Hình 1.2. Sự thủy phân chất béo (Grvàa v cộng sự, 2005)
Các phản ứng hóa học của dầu xảy ra trong quá trình chiên bao gồm:
- Sự thủy phân dầu: Khi thức ăn được chiên trong dầu nóng, ẩm tạo th nh hơi nước,
bốc hơi, sủi bọt và giảm dần trong suốt quá trình thức ăn được chiên. Nước, hơi nước và oxy
bắt đầu các phản ứng hóa học trong dầu chiên và thức ăn. Nước tấn công liên kết ester của
triacylglycerol và tạo ra di- và monoacylglycerol, glycerol và acid béo tự do. H m lượng
axit béo tự do trong dầu chiên tăng theo chỉ số chiên (number of fryings) (Chung v cộng
sự, 2004). Chỉ số acid béo tự do được sử dụng để theo dõi chất lượng của dầu chiên. Sự thủy
phân xảy ra thường xuyên hơn trong dầu có các acid béo ngắn khơng bão hịa và hòa tan
trong nước hơn l các acid béo bão hòa v dài.

Hình 1.3. Sự oxy hóa dầu chiên (Grvàa và cộng sự, 2005)
- Sự oxy hóa dầu: Oxy trong quá trình chiên phản ứng với dầu tạo thành các gốc tự do,
hydroperoxide v các conjugated diene, sau đó các sản phẩm này tiếp tục phân hủy thành

3


các sản phẩm thủy phân bậc 2 như các ketone, alcohol v aldehyde tạo nên mùi vị đặc trưng
của sản phẩm chiên (Cuesta v cộng sự, 1993; Peers v cộng sự, 1982; Sanchez-Muniz v
cộng sự, 1993a, 1993b). Cơ chế hóa học của q trình oxy hóa nhiệt chủ yếu giống như cơ
chế tự oxy hóa. Tốc độ oxy hóa nhiệt nhanh hơn q trình tự oxy hóa, tuy nhiên q trình

này vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng.

Hình 1.4. Sự polymer hóa dầu chiên (Grvàa và cộng sự, 2005)
- Sự polymer hóa dầu: Các sản phẩm của q trình thủy phân và oxy hóa có thể
polymer hóa tạo thành các phân tử khối lượng lớn v có độ phân cực cao. Polymer có thể
hình thành từ các gốc tự do hoặc triacylglycerol theo phản ứng Diels-Alder. Acid béo mạch
vịng có thể hình thành với một axit béo; acid béo dimeric có thể hình thành từ hai axit béo;
và các polyme có trọng lượng phân tử cao thu được khi các phân tử này tiếp tục liên kết
chéo. Khi các sản phẩm polymer hóa tăng dần trong dầu chiên, độ nhớt của dầu cũng tăng
(Kathleen Warner, 2004).
Chất béo nhìn chung rất dễ bị biến đổi bởi các tác nhân vật lý và hóa học khác nhau
trong q trình chiên và cả lúc bảo quản. Vì thế để hạn chế sự hư hỏng chất béo, có thể sử
dụng nhiều biện pháp khác nhau, phổ biến nhất là thêm các chất phụ gia chống oxy hóa như
butylated

hydroxyanisole

(BHA),

butylated

hydroxytoluene

(BHT),

tertiary

butylhydroquinone (TBHQ),… Để đánh giá chất béo, người ta đề ra một số chỉ số như sau:
- Chỉ số acid: là số mg KOH cần thiết để trung hịa các acid béo tự do có trong 1g
chất béo. Chỉ số acid càng cao thì chất béo càng dễ bị oxy hóa do các acid béo tự do rất dễ

bị biến đổi trong môi trường giàu oxy.

4


- Chỉ số iodine: là số g iodine có thể phản ứng với các triglyceride khơng no có trong
100g chất béo. Chỉ số iodine đặc trưng cho mức độ không no của chất béo. Chỉ số iodine
càng cao thì chất béo càng khó bảo quản do các liên kết khơng no dễ kết hợp với oxy để tạo
thành các hợp chất độc hại khác.
- Chỉ số peroxide: l h m lượng hydroperoxide có trong 1kg chất béo v được biểu
diễn bằng số đơn vị milliequivalent. Chỉ số peroxide đặc trưng cho mức độ ơi hóa của chất
béo. Chỉ số peroxide càng cao thì chất béo c ng hư hỏng nặng.
1.1.1.2. Phương ph p chiên
Chiên là một trong những phương pháp nấu ăn lâu đời trong đó chất béo hoặc dầu
được sử dụng l m môi trường truyền nhiệt, tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm (Varela v cộng
sự, 1988). Zeki Berk (2013) chia quá trình chiên ra th nh 3 phương pháp chính:
❖ Chiên bề mặt (Pan frying)
Được sử dụng cho các đơn vị thực phẩm có hình chữ nhật, phẳng, rộng v tương đối
mỏng, chẳng hạn như chả, fillet và trứng ốp la. Thức ăn được nấu bằng cách tiếp xúc với
một lượng nhỏ chất béo nóng, thường ở một mặt và không bị khuấy trộn. Bề mặt chiên được
gia nhiệt bằng điện trở, gas hoặc hơi nóng từ phía dưới. Nhiệt được truyền tới bề mặt dưới
cùng của nguyên liệu thực phẩm chủ yếu bằng cách dẫn nhiệt từ bề mặt nóng của chảo qua
lớp dầu mỏng, có độ cao thấp hơn độ cao của mẫu thực phẩm, do đó thực phẩm khơng bị
ngập hồn tồn trong lớp dầu (Lê Văn Việt Mẫn v cộng sự, 2011). Độ dày của lớp dầu thay
đổi do sự bất thường của bề mặt thực phẩm. Điều này, cùng với sự thoát hơi nước từ bề mặt
nóng của thực phẩm, gây ra sự thay đổi nhiệt độ và tạo ra màu nâu bất thường đặc trưng của
thực phẩm chiên áp chảo. Chiên áp chảo có hệ số truyền nhiệt bề mặt cao, dao động trong
khoảng 200 – 450 W/m2.K, nhưng không ổn định trên toàn bộ bề mặt thực phẩm (Fellows,
2000; Oke v cộng sự, 2018).
Sản phẩm được sản xuất theo phương pháp n y sẽ nhanh chóng có m i ơi. Điều này

xảy ra là do sản phẩm hấp thụ dầu ít hơn so với các phương pháp khác. Dẫn đến thời gian
giữa các lần thay dầu d i hơn, gây ra thiệt hại nhiều hơn cho dầu v hình th nh lượng lớn
gốc tự do trong dầu. Các gốc tự do này sẽ đi theo sản phẩm và xúc tác sự oxy hóa dầu trong
sản phẩm trong q trình bảo quản (Gupta, 2004).

5


Phương pháp n y thường được sử dụng trong hộ gia đình hoặc các nhà hàng ở quy mơ
nhỏ, ít được sử dụng để chế biến thực phẩm theo quy mô công nghiệp.
❖ Chiên xào (Stir frying)
Các đơn vị thức ăn có kích thước nhỏ đến trung bình được nấu chín nhanh chóng trong
một lượng nhỏ chất béo rất nóng, khuấy trộn liên tục.
Phương pháp n y ít được sử dụng trong chế biến công nghiệp thực phẩm.
❖ Chiên bề sâu (Deep frying)

Là một trong các phương pháp nấu ăn lâu đời nhất, có lẽ bắt nguồn từ v ng Địa
Trung Hải (Varela v cộng sự, 1988). Các đơn vị thực phẩm được ngâm trong m
hoặc dầu nóng, và sự truyền nhiệt xảy ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt của thực phẩm,
qua đó lượng ẩm trong thực phẩm sẽ thốt ra ngo i v thay v o đó l một lượng dầu
được hấp thụ v o (Budžaki v cộng sự, 2005; Krokida và cộng sự, 2000). Thông
thường, thực phẩm khi chiên được ngâm trong dầu nóng ở nhiệt độ từ 120 đến 180°C,
tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu thô và sản phẩm cuối cùng mong muốn (Costa v
cộng sự, 1999). Hệ số truyền nhiệt có thể lên đến 800 – 1000 W/m 2.K (Lê Văn Việt
Mẫn v cộng sự, 2011). Trong quá trình sản xuất theo quy mô công nghiệp, phương
pháp chiên bề sâu được ứng dụng phổ biến bởi các ưu điểm về thời gian chế biến; sự
hiệu quả về năng lượng và kinh tế; độ đồng đều của sảm phẩm chế biến; tăng thêm
màu, mùi vị và cấu trúc vỏ; duy trì h m lượng dinh dư ng vi mơ (Mehta v cộng sự,

2001).

Hình 1.5. Truyền nhiệt và truyền khối trong phương ph p chiên bề mặt và chiên bề
sâu (Englyst HN v cộng sự, 1992)

6


1.1.1.3. Một số thiết bị chiên trên thị trường hiện nay
❖ Thiết bị chiên cơng nghiệp
Thiết bị chiên có thể l được thiết kế để vận hành theo mẻ hoặc liên tục (Morton v
cộng sự, 1988). Thiết bị chiên theo mẻ được sử dụng ở các phân xưởng nhỏ lẻ và cho các
dịch vụ ăn uống, tạo ra sản phẩm thực phẩm nhỏ hơn. Trong công nghiệp hầu hết sử dụng
thiết bị chiên theo kiểu liên tục để tăng sản lượng sản phẩm, d ng để sản xuất sản phẩm có
kích thước lớn. Thiết bị chiên thơng thường được sử dụng ở điều kiện áp suất khí quyển, tuy
nhiên hiện nay nhờ áp dụng công nghệ kĩ thuật m người ta có thể tiến h nh dưới điều kiện
áp suất cao hơn hoặc thấp hơn kể cả ở điều kiện chân khơng tùy vào mục đích cơng nghệ
(Mallikarjunan v cộng sự, 2010).
❖ Thiết bị chiên theo mẻ
Một thiết bị chiên theo mẻ bao gồm một hoặc nhiều nồi có dung tích dầu dao động từ
5 đến 25 lít. Dầu có thể được đun nóng trực tiếp bằng điện trở được lắp đặt ngay trên đáy
nồi chiên v i inch. Điều này cho phép tạo ra một khu vực làm mát (cool zone) ở đáy nồi, tạo
điều kiện cho các mảnh vụn có thể rơi xuống, duy trì ở đáy nồi, giảm thiểu thiệt hại dầu. Nồi
chiên cũng có thể được làm nóng bằng khí đốt trực tiếp bên dưới đáy nồi; tuy nhiên, sự sắp
xếp n y gây khó khăn cho việc tạo ra khu vực làm mát cho nồi chiên (Rossell, 1998). Thực
phẩm cần chiên được cho vào bên trong các giỏ lưới. Hệ thống nâng sẽ đặt các giỏ lưới vào
bên trong nồi chiên, chú ý là các mẫu thực phẩm phải được ngâm hoàn toàn trong dầu (Lê
Văn Việt Mẫn v cộng sự, 2011). Thiết bị chiên hiệu suất cao bao gồm đầu đốt hồng ngoại
tuabin phản lực (high-efficiency fryers include turbo-jet infrared burners) sử dụng ít hơn 30
đến 40% năng lượng so với thiết bị chiên d ng khí đốt tiêu chuẩn có cùng cơng suất (Moreira
v cộng sự, 1999). Thiết bị chiên hiện đại được chế tạo bằng thép không gỉ cao cấp và không
sử dụng đồng hoặc đồng thau trong bất kỳ bộ phận van hoặc bộ phận l m nóng n o để tránh

xúc tác q trình oxy hóa. Thơng thường, nhân viên vận hành ngâm và loại bỏ các giỏ sản
phẩm thủ cơng khỏi dầu nhưng thiết bị mới có thể bao gồm một hệ thống nâng giỏ tự động
nâng giỏ lên sau khi kết thúc quá trình chiên. Loại bỏ các mảnh vụn thực phẩm và lọc dầu
là một quá trình thiết yếu cần được thực hiện h ng ng y để tăng thời hạn sử dụng dầu và
tránh sự tạo khói, tạo than và có mùi khó chịu. Thiết bị mới cũng có thể có bộ lọc bơm tích
hợp để loại bỏ các mảnh vụn (Kochhar, 1998).

7


❖ Thiết bị chiên liên tục
Thiết bị chiên liên tục được thiết kế để sản xuất quy mô lớn và hầu hết sử dụng phương
pháp chiên bề sâu. Thiết bị được điều khiển tự động, dầu chiên được duy trì ở nhiệt độ yêu
cầu bằng điện trở hoặc khí đốt. Thành phần chính của thiết bị bao gồm một bồn chứa dầu
chiên, thiết bị truyền nhiệt v băng tải lưới có một phần ngập trong dầu để vận chuyển sản
phẩm thực hiện q trình chiên. Thiết bị cũng có một chụp cách nhiệt và một hệ thống nâng
chụp tự động để nâng chụp v băng tải để bảo trì và vệ sinh dễ dàng. Thiết kế và cấu trúc
bên trong thay đổi theo loại sản phẩm được chiên (Mallikarjunan v cộng sự, 2010).

Hình 1.6. Thiết bị chiên bề sâu liên tục (Englyst HN v cộng sự, 1992)
Tùy thuộc vào mục đích v bản chất của sản phẩm, sự sắp xếp và vị trí của băng tải có
thể thay đổi, được thể hiện trong Hình 1.7.

8


Hình 1.7. Các cách sắp xếp băng t i khác nhau
(a) sản phẩm mềm, khơng nổi (ví dụ que cá); (b) sản phẩm chiên xù; (c) sản phẩm số
lượng lớn, khơ, nổi được (ví dụ bán thành phẩm snack); (d) mục đích kép (ví dụ đậu phộng
và snack) (Englyst HN v cộng sự, 1992)

Trong quá trình chiên, điều quan trọng nhất là phải tạo ra một vùng truyền nhiệt lớn
(ít watt trên mỗi đơn vị diện tích) để tránh hiện tượng quá nóng cục bộ của dầu. Dầu được
lọc liên tục để loại bỏ các hạt xúc tác quá trình oxy hóa, đồng thời dầu mới được thêm vào
để b cho lượng dầu hấp thụ bởi sản phẩm (Zeki Berk, 2013).
❖ Thiết bị chiên áp suất
Thiết bị chiên bề sâu cũng có thể hoạt động ở áp suất cao hơn, từ 60 đến 220 Pa (18 –
65 in.Hg), thấp hơn so với nồi áp suất thông thường. Chúng được phát triển để đáp ứng nhu
cầu đặc biệt, chủ yếu ở một số cửa hàng phục vụ, đặc biệt là chế biến gà rán ở một số nhà
hàng, vì màu sắc đồng nhất và kết cấu được cải thiện (độ ẩm cao hơn) của sản phẩm thực
phẩm. Thiết bị chiên áp suất có thể giảm thời gian chiên đáng kể, nhưng chúng cũng có thể
l m tăng sự hư hỏng dầu vì việc giữ hơi trong nồi chiên l m tăng h m lượng acid béo tự do
(Moreira v cộng sự, 1999).

9


Một phương pháp chiên hiện đại khác cũng được phát minh l phương pháp chiên ở
điều kiện môi trường chân khơng sẽ được trình bày ở phần sau.
1.1.2. Hệ thống thiết bị chiên chân không
1.1.2.1. Giới thiệu về công nghệ chiên chân không
Trong nhiều thập kỷ, người tiêu d ng đã mong muốn sử dụng các sản phẩm chiên giịn
vì sự kết hợp hương vị và cấu trúc độc đáo của chúng, từ các sản phẩm như c rốt chiên,
bánh rán, snack ép đ n, cá chiên tẩm bột, và gà rán truyền thống. Chiên là một phương pháp
lâu đời và phổ biến nhất, tuy nhiên khi chiên ở nhiệt độ thông thường và thiết bị chiên thông
thường, nhiệt độ chiên cao đồng thời tiếp xúc với lượng oxy khá lớn, dẫn đến q trình oxy
hóa dầu diễn ra nhanh hơn sinh ra các hợp chất độc hại không mong muốn, màu sắc của sản
phẩm cũng bị thay đổi vì nhiệt độ cao ảnh hưởng đến các hợp chất tạo m u. Đồng thời sản
phẩm chiên vẫn chứa một h m lượng dầu còn tồn động lại trong sản phẩm khá nhiều ảnh
hưởng đến việc bảo quản và giá trị cảm quan của sản phẩm. Vì vậy để khắc phục những
nhược điểm trên, các nhà khoa học đã đề xuất và tiến hành nghiên cứu về hệ thống công

nghệ chiên chân không. Chiên chân không cũng giống như chiên thường nhưng nó xảy ra ở
điều kiện áp suất thấp dưới 6,65 kPa. Nhiệt độ thấp trong quá trình chiên chân không giúp
giảm 94% acrylamide trong c rốt chiên. Acrylamide là một hợp chất có khả năng gây ung
thư trong các sản phẩm chiên, nó được hình thành bởi phản ứng Maillard (Grvàa C. v cộng
sự, 2004; Shyu S. và cộng sự, 2001; Moreira RG., 2014).
Phản ứng Maillard l cơ chế hóa học chính cho sự hình th nh acrylamine, chúng được
sinh ra do phản ứng giữa asparagine v đường khử (Vinci v cộng sự, 2012). Điều kiện chiên
ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành acrylamide. Phản ứng Maillard là một phản ứng hóa
học quan trọng trong q trình chiên, phản ứng này chịu trách nhiệm cho sự hình thành màu
nâu v hương vị của sản phẩm chiên (Grvàa v cộng sự, 2005). Chiên ở nhiệt độ cao (thời
gian và nhiệt độ) dẫn đến sản phẩm chiên đậm hơn về màu sắc (tối màu hơn) v h m lượng
acrylamide cao hơn (Pedreschi v cộng sự, 2007; Gökmen v cộng sự, 2006; Grvàa v cộng
sự, 2005). Mặt khác, chiên ở nhiệt độ thấp hơn (dưới 140°C) dẫn đến tăng thời gian chiên
v tăng hấp thu chất béo (Moreira v cộng sự, 1999). Chiên chân không làm giảm h m lượng
lớn acrylamide (lên tới 94%) (Granda v cộng sự, 2004) do trong q trình chiên chân khơng
sử dụng nhiệt độ thấp.

10