Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm (Phần 1)

LỜI NÓI ĐẦU 
 Trong công nghệ sản xuất thực phẩm, người ta áp dụng nhiều biện pháp kỹ 
thuật khác nhau nhằm làm biến đổi vật liệu để tạo ra các sản phẩm thực phẩm. Việc 
tìm hiểu và nắm vững cơ sở lý thuyết của các quá trình công nghệ, nguyên lý làm việc 
của các thiết bị, cách tiến hành và phương pháp tính toán các quá trình công nghệ là 
cần thiết đối với các cán bộ, kỹ thuật viên công tác trong lĩnh vực thực phẩm. 
 Học phần “Kỹ thuật thực phẩm” là một học phần thuộc khối kiến thức chuyên 
môn trong chương trình giáo dục ngành Công nghệ thực phẩm, trình độ cao đẳng. 
Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm tổ chức biên soạn giáo trình “Kỹ thuật thực 
phẩm” để làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm và là tài liệu 
để cho giảng viên tham khảo khi giảng dạy học phần nói trên. Nội dung giáo trình “Kỹ 
thuật thực phẩm” này trình bày các kiến thức về các kỹ thuật xử lý, chế biến được sử 
dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Trong mỗi chương của giáo trình đều 
trình bày các kỹ thuật xử lý nguyên liêu, thực phẩm thường được áp dụng trong công 
nghiệp chế biến thực phẩm. Mỗi kỹ thuật xử lý, chế biến có nêu cơ sở lý thuyết của 
quá trình công nghệ, giới thiệu nguyên lý làm việc của các máy và thiết bị dùng thực 
hiện quá trình công nghệ, ảnh hưởng của các kỹ thuật chế biến đến đặc tính cảm quan 
và giá trị dinh dưỡng của các thực phẩm được chế biến. Ngoài ra, trong giáo trình còn 
giới thiệu các công thức cần thiết dùng để tính toán một số thông số của quá trình. Tuy 
nhiên, đối với sinh viên trình độ cao đẳng, việc tính toán chỉ giới hạn ở một số thông 
số cần thiết và mức độ đơn giản. 
Nội dung giáo trình này gồm 2 phần và 14 chương. Phần I trình bày những kiến 
thức chung của các kỹ thuật xử lý, chế biến; phần II trình bày kiến thức của từng kỹ 
thuật xử lý, chế biến áp dụng trong công nghiệp thực phẩm. Bố cục của giáo trình này 
như sau: 
PHẦN I. NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG 
Chương1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THỰC PHẨM 
Chương 2. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA KỸ THUẬT THỰC PHẨM 
PHẦN II. CÁC KỸ THUẬT XỬ LÝ, CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 
Chương 3. PHÂN RIÊNG HỆ KHÔNG ĐỒNG NHẤT 
Chương 4. PHỐI TRỘN, PHÂN LOẠI 
Chương 5. ÉP, LÀM NHỎ KÍCH THƯỚC 
Chương 6. THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG 
Chương 7. BỐC HƠI (CÔ ĐẶC) 
Chương 8. CHẦN, HẤP, CHIÊN, NƯỚNG 
Chương 9. LẠNH VÀ LẠNH ĐÔNG 
Chương 10. CHƯNG CẤT 
Chương 11. TRÍCH LY 
Chương 12. HẤP THỤ, HẤP PHỤ, TRAO ĐỔI ION 
9 
Chương 13. KẾT TINH 
Chương 14. SẤY 
 Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm này cũng có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho 
sinh viên ngành Công nghệ sinh học của nhà trường và những người có liên quan đến 
lĩnh vực chế biến thực phẩm. 
 Trong quá trình biên soạn giáo trình này, mặc dù đã cố gắng song không tránh 
khỏi thiếu sót. Chúng tôi trân trọng và cám ơn những góp ý của đồng nghiệp, sinh viên 
và bạn đọc để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn. Những ý kiến đóng góp về giáo 
trình này xin gửi về: Bộ môn Quá trình và thiết bị thực phẩm, khoa Công nghệ chế 
biến và bảo quản lương thực-thực phẩm, trường Cao đẳng Lương thưc-Thực phẩm; 
101B – Lê Hữu Trác, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng. 
 CÁC TÁC GIẢ 
10 
11 
PHẦN I. NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG 
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THỰC PHẨM 
1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 
1.1. Khái niệm về kỹ thuật và công nghệ 
 Trong những ngày đầu công nghiệp hóa, người ta sử dụng rất phổ biến thuật 
ngữ "kỹ thuật" với ý nghĩa là các giải pháp thực hiện một loại công việc hay công cụ 
được sử dụng trong sản xuất làm tăng hiệu quả sản xuất. Như vậy, có thể xem phạm 
trù “kỹ thuật” có 2 yếu tố : 
 - Phương pháp hay qui trình sản xuất. 
 - Công cụ hay phương tiện sản xuất. 
 Khái niệm “công nghệ” lúc đầu được hiểu là phương pháp, thủ tục hay qui trình 
kỹ thuật dùng trong dây chuyền sản xuất. Như vậy, theo nghĩa hẹp thì "công nghệ" là 
một bộ phận của phạm trù "kỹ thuật". 
 Về sau, khái niệm công nghệ được hiểu rộng hơn và dần dần ổn định như ngày 
nay. 
 - Phạm trù công nghệ bao gồm 4 yếu tố cơ bản của quá trình sản xuất là: 
 + Vật liệu và quá trình biến đổi của vật liệu 
 + Phương pháp hay qui trình sản xuất. 
 + Công cụ hay phương tiện sản xuất. 
 + Điều kiện kinh tế, chủ yếu là tổ chức sản xuất. 
 Theo quan điểm hệ thống, có thể mô tả khái niệm “công nghệ” theo sơ đồ sau: 
 Theo sơ đồ trên thì vật liệu - đầu vào của hệ thống, qua quá trình xử lý dưới sự 
tương tác của 3 yếu tố là: phương pháp sản xuất, phương tiện sản xuất và tổ chức sản 
xuất bị biến đổi tạo thành sản phẩm - đầu ra của hệ thống. 
 Để hệ thống làm việc hiệu quả thì cần có hệ thống kiểm tra hoặc điều chỉnh các 
yếu tố công nghệ. Hệ kiểm tra chịu tác động trực tiếp của đặc điểm nguyên liệu và tác 
động liên hệ ngược của đặc điểm sản phẩm. 
 - Theo định nghĩa mà Trung tâm chuyển giao công nghệ châu Á - Thái Bình 
Dương đề xướng, công nghệ sản xuất là tất cả những gì liên quan đến việc biến đổi tài 
nguyên ở đầu vào thành hàng hóa ở đầu ra. Hệ thống công nghệ sản xuất bao gồm: 
Sản phẩm Vật liệu 
Biến đổi vật liệu 
Phương pháp sản xuất 
Phương tiện sản xuất Tổ chức 
12 
 + Các máy móc, thiết bị của dây chuyền sản xuất (phần kỹ thuật) 
 + Thông tin về qui trình sản xuất (phần thông tin) 
 + Trình độ tay nghề, kỹ năng của người lao động (phần con người) 
 + Trình độ tổ chức quản lý, điều hành sản xuất (phần tổ chức) 
 Như vậy, theo quan điểm này thì phạm trù "công nghệ" có thêm yếu tố con 
người. 
 Theo khái niệm "công nghệ" ngày nay (nghĩa rộng) thì "kỹ thuật" là một bộ 
phận của phạm trù "công nghệ". 
 Khái niệm công nghệ được sử dụng rộng rãi vào các lĩnh vực của cuộc sống con 
người, không chỉ trong sản xuất vật chất mà còn trong các hoạt động xã hội. Ví dụ: 
công nghệ thông tin, công nghệ giáo dục,Tuy nhiên công nghệ luôn gắn chặt với 
công nghiệp. Công nghệ là nền tảng của công nghiệp, còn công nghiệp là phương thức 
chuyển tải công nghệ vào cuộc sống. 
1.2. Phân loại các phương pháp công nghệ 
 Trong sản xuất thực phẩm, người ta áp dụng nhiều phương pháp công nghệ 
khác nhau. Có thể phân chia các phương pháp đó thành nhiều loại như sau: 
1.2.1. Phân loại các phương pháp công nghệ theo trình tự thời gian 
 Cách phân loại này dựa vào trình tự thời gian từ lúc nguyên liệu ban đầu được 
đưa vào quá trình chế biến cho đến khi được sử dụng. 
-Thu hoạch hay thu nhận nguyên liệu 
 -Bảo quản nguyên liệu tươi hay bán chế phẩm 
 -Chế biến 
 -Bảo quản thành phẩm 
 -Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng 
 Phân loại kiểu này phù hợp với việc tổ chức sản xuất hoặc bố trí lao động 
1.2.2. Phân loại theo trình độ sử dụng công cụ 
 Cách phân loại này dựa vào mức độ thay thế sức lao động của con người bằng 
máy móc, thiết bị 
 - Phương pháp thủ công 
 - Phương pháp cơ giới hóa 
 - Phương pháp tự động hóa 
 Phân loại kiểu này liên quan đến năng suất lao động 
1.2.3. Phân loại theo sử dụng năng lượng 
 Cách phân loại này dựa vào nguồn năng lượng được sử dụng trong quá trình 
chế biến. Nguồn năng lượng được tạo ra có thể do tác nhân vật lý, quá trình hóa học 
hay sinh học. Theo cách phân loại này, các quá trình hay phương pháp công nghệ thực 
phẩm thường gặp là: 
13 
 - Các quá trình cơ học: nghiền, ép, sàng, lọc 
 - Các quá trình nhiệt: sấy, chưng cất, cô đặc 
 - Các quá trình hóa sinh, sinh tổng hợp, tự phân 
1.2.4. Phân loại theo tính chất liên tục 
 Phương pháp công nghệ là gián đoạn, bán liên tục hay liên tục. Phân loại kiểu 
này liên quan đến việc tổ chức thực hiện các qui trình hay quá trình công nghệ. 
1.2.5. Phân loại theo trạng thái ẩm của thực phẩm 
 - Phương pháp khô (rây, nghiền nhỏ, sấy khô) 
 - Phương pháp ướt (lắng lọc, trích ly) 
 Sự phân loại này chủ yếu dựa trên yêu cầu sử dụng nước trong các quá trình 
công nghệ, phần lớn chúng thuộc về công nghệ gia công. 
1.2.6. Phân loại theo mục đích của quá trình 
 - Phương pháp chuẩn bị bao gồm các phương pháp như : phân loại, tách tạp 
chất, tạo hình, đun nóng Phương pháp chuẩn bị nhằm biến đổi các tính chất vật lý 
của nguyên liệu hay bán chế phẩm, nhằm đạt được các thông số thuận lợi để tiến hành 
phương pháp hay quá trình chủ yếu tiếp theo. 
 - Phương pháp khai thác bao gồm các phương pháp như: chưng cất, cô đặc, 
ép Phương pháp khai thác nhằm tăng giá trị vật liệu, làm giàu các chất dinh dưỡng 
trong thực phẩm. Phương pháp khai thác chỉ làm vật liệu biến đổi các tính chất vật lý, 
hóa lý. 
 - Phương pháp chế biến bao gồm các phương pháp như: nấu chín, chiên, thủy 
phân, lên men,  Phương pháp chế biến làm vật liệu biến đổi về thành phần hóa học, 
tính chất vật lý và hóa học nhằm tạo ra tính chất mới của sản phẩm. 
 - Phương pháp bảo quản bao gồm các phương pháp như : thanh trùng, lạnh 
đông, làm khô,: Phương pháp bảo quản nhằm giảm thấp nhất sự thất thoát các giá trị 
dinh dưỡng, giữ ổn định các tính chất vật lý, hóa học của vật liệu, kéo dài thời gian sử 
dụng vật liệu. 
 - Phương pháp hoàn thiện bao gồm các phương pháp như: bao gói, dán nhãn, 
Phương pháp hoàn thiện nhằm tạo điều kiện để bảo quản, vận chuyển dễ dàng hoặc tạo 
cho sản phẩm có hình thức thích hợp, tăng giá trị sản phẩm. Phương pháp này làm sản 
phẩm thay đổi tính chất cảm quan là chính. 
1.2.7. Phân loại các phương pháp công nghệ theo qui luật khoa học tự nhiên 
 Theo quan điểm công nghệ này người ta có thể kể đến các loại phương pháp 
công nghệ sau đây : 
 - Các phương pháp vật lý (cơ học, nhiệt) 
 - Các phương pháp hóa lý (chưng cất, hấp phụ) 
 - Các phương pháp hóa học (thủy phân, axit hóa, trung hòa) 
 - Các phương pháp hóa sinh (dấm chín, ủ) 
14 
 - Các phương pháp sinh học (lên men, sát trùng) 
 Cách phân loại này thể hiện được bản chất của phương pháp, do vậy dễ dàng 
tìm được cơ sở tối ưu hóa các quá trình đó. 
Bảng 1.1. Phân loại các quá trình theo qui luật khoa học tự nhiên và theo mục đích 
công nghệ 
Phân loại các quá trình 
theo qui luật khoa học tự 
nhiên 
Phân loại các quá trình theo mục đích công nghệ 
Chuẩn bị Khai 
thác 
Chế 
biến 
Bảo 
quản 
Hoàn 
thiện 
Các quá trình vật lý 
 Các quá trình cơ học: 
 - Làm sạch 
 - Phân chia 
 - Phối chế 
 - Định hình 
 - Bài khí 
 Các quá trình nhiệt 
 - Làm nguội 
 - Làm lạnh đông 
 - Đun nóng 
 - Nấu chín 
 - Hấp 
 - Chiên 
 - Nướng 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
Các quá trình hóa lý 
 - Chưng cất 
 - Cô đặc 
 - Làm khô 
 - Hấp phụ 
 - Trích ly 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
 Các quá trình hóa học 
 - Thủy phân 
 - Acid hóa 
 - Ướp muối 
 - Nhuộm màu 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
15 
Phân loại các quá trình 
theo qui luật khoa học tự 
nhiên 
Phân loại các quá trình theo mục đích công nghệ 
Chuẩn bị Khai 
thác 
Chế 
biến 
Bảo 
quản 
Hoàn 
thiện 
Các quá trình hóa sinh và 
sinh học 
 - Ủ chín 
 - Lên men 
 - Sát trùng 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
x 
1.3. Phân loại các quá trình công nghệ 
 Với cách phân loại các phương pháp công nghệ như trên ta thấy: Trong mỗi 
phương pháp có nhiều quá trình có bản chất gần giống nhau (như quá trình thủy phân, 
trung hòa trong phương pháp hóa học), nhưng cũng có thể có các quá trình có bản chất 
khác nhau rất nhiều (như quá trình cơ học, quá trình nhiệt trong phương pháp vật lý). 
Trong sản xuất thực phẩm có nhiều quá trình công nghệ khác nhau. Và để dễ dàng 
hiểu được bản chất của của các quá trình, người ta chia quá trình thành các nhóm dựa 
vào các qui luật đặc trưng. Trong từng nhóm quá trình là các quá trình cụ thể thường 
gặp trong công nghệ thực phẩm. Đó là các nhóm: 
1.3.1. Các quá trình thủy lực 
- Quá trình nén khí, vận chuyển chất lỏng, khuấy trộn chất lỏng 
- Quá trình lắng, lọc, ly tâm (phân riêng hệ không đồng nhất). 
1.3.2. Các quá trình cơ học 
- Quá trình nghiền, ép, phân chia. 
- Quá trình phối trộn 
1.3.3. Các quá trình nhiệt và truyền nhiệt 
- Quá trình đun nóng, làm nguội và ngưng tụ. 
- Quá trình làm lạnh. 
- Quá trình rán, chiên, nướng, sao rang. 
1.3.4. Quá trình hóa lý 
- Quá trình trích ly. 
- Quá trình chưng cất. 
- Quá trình cô đặc, keo tụ, kết tinh. 
- Quá trình sấy. 
- Quá trình hấp phụ 
1.3.4. Các quá trình hóa học 
- Quá trình thủy phân. 
- Quá trình thay đổi màu. 
16 
1.3.5. Các quá trình sinh học và hóa sinh 
- Quá trình chín sau thu hoạch. 
- Quá trình lên men. 
1.4. Khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến 
 Phân biệt khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến. 
 Gia công: là phương pháp biến đổi vật liệu từ trạng thái này sang trạng thái 
khác nhưng chưa đạt được trạng thái cuối cùng cần yêu cầu của vật liệu hay của sản 
phẩm. 
 Chế biến : là phương pháp biến đổi vật liệu cho đến khi đạt được trạng thái cuối 
cùng cần yêu cầu của vật liệu hay của sản phẩm. 
Ví dụ : Chế biến : Bôt mì Mì sợi. 
 Gia công : Nhào bột, cán bột nhào, cắt sợi, hấp... 
 Chế biến : Thóc Gạo 
 Gia công : làm sạch, phân loại, bóc vỏ, xát trắng... 
Như vậy chế biến gồm nhiều giai đoạn gia công, có thể mô tả như sau: 
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế biến 
2. CÁC CHÚ Ý VỀ TRANG THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 
- Chức năng của thiết bị 
Khi chọn thiết bị để thực hiện các quá trình công nghệ thực phẩm cần chú ý các 
chức năng: 
 + Thiết bị chuyên môn hóa hay thiết bị vạn năng? Trong công nghệ thực phẩm, 
người ta sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau, áp dụng các qui trình công nghệ 
khác nhau cho nên việc sử dụng các thiết bị chuyên môn hóa hay vạn năng có ý nghĩa 
đến việc tổ chức sản xuất và đầu tư thiết bị kỹ thuật. Thông thường nên chọn loại thiết 
bị có nhiều tính năng và xử lý được nhiều loại nguyên liệu khác nhau thì có lợi hơn. 
 + Thiết bị, máy móc để kiểm tra hay điều khiển các quá trình công nghệ (thiết 
bị, dụng cụ đo các thông số kỹ thuật) làm việc tự động hay bán tự động? 
 - Vật liệu chế tạo thiết bị 
 Chọn loại thiết bị được chế tạo từ vật liệu chống ăn mòn, chống oxy hóa, như thép 
không gỉ (inox), chất dẻo, vật liệu có tráng men hoặc vecni thực phẩm... để tránh sự 
biến đổi các chỉ tiêu lý, hóa và bảo đảm được vệ sinh, an toàn thực phẩm. 
- Tính liên tục và tự động hóa của dây chuyền sản xuất 
 Trong sản xuất thực phẩm, việc tự động hóa và thực hiện quá trình liên tục là 
Nguyên 
liệu 
Gia công 
3 Gia công 1 
Gia công 
2 
Sản 
phẩm 
17 
nhiệm vụ cần tính đến. Tuy nhiên, vẫn có một số quá trình phải thực hiện thủ công, 
gián đoạn mà chưa có thiết bị nào thay thế được. 
Ngoài ra, yêu cầu thiết bị, dụng cụ phải phù hợp với thao tác của người lao 
động và điều kiện khí hậu, đảm bảo tính liên tục của dây chuyền sản xuất. 
3. TỔ CHỨC KINH TẾ TRONG KỸ THUẬT THỰC PHẨM 
Các yếu tố cơ bản trong quá trình tái sản xuất là: sức lao động, đối tượng lao 
động và công cụ lao động. 
3.1. Sức lao động 
Sự chuyên môn hóa và tổ chức lao động trong ngành công nghiệp thực phẩm rất 
khác nhau. Tùy thuộc vào sự khác nhau về nguyên liệu và sản phẩm, số lượng sức lao 
động phụ thuộc vào trình độ cơ giới hóa và tự động hóa. 
Trong ngành công nghiệp thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác, 
lĩnh vực khoa học – tổ chức lao động đã tập trung phát triển theo các hướng như sau: 
- Tăng năng suất lao động và giảm chi phí lao động bằng cách cơ giới hóa hay 
tự động hóa. Trong chế biến thực phẩm, vấn đề này thường được tập trung vào giải 
quyết cho cá ... Chất phân bố sẽ đi vào pha nào có nồng độ làm việc thấp hơn nồng độ cân 
bằng. Ở đồ thị 2.21a,b vật chất đi từ pha Φx vào pha Φy. Ở đồ thị 2.21c,d vật chất đi từ 
pha Φy vào pha Φx 
 Động lực của quá trình thay đổi từ đầu đến cuối nên trong tính toán phải dùng 
động lực trung bình của quá trình. 
∆ y ∆ x
 (a) (b) 
∆ y∆ x
 (c) (d) 
 Hình 2.21. Biểu diễn động lực của quá trình truyền chất 
 Gọi Δytb, Δxtb – Động lực trung bình của quá trình truyền chất. 
 (2.90) 
 Lượng vật chất chuyển qua màng Φy trong thời gian τ là: 
 G = kyτFΔytb (2.91) 
 Trong thời gian đó, lượng vật chất chuyển qua màng Φx trong thời gian τ là: 
 G = kxτFΔxtb (2.92) 
 Trong đó: ky, kx : hệ số khuếch tán của trong pha Φy, Φx 
 τ – thời gian khuếch tán, s 
 F – bề mặt khuếch tán, m2 
7.3. Cân bằng pha 
7.3.1. Khái niệm về cân bằng pha 
 Giả sử chỉ có 2 pha Φx và Φy tiếp xúc với nhau, cấu tử phân bố trong chúng là 
83 
M, lúc đầu M chỉ có trong pha Φy với nồng độ là yM, còn trong pha Φx không có M, 
nghĩa là xM = 0. 
 Khi tiếp xúc pha thì M sẽ di chuyển từ pha Φy vào pha Φx. Vì quá trình truyền 
chất là thuận nghịch nên khi trong pha Φx xuất hiện cấu tử M thì lập tức có quá trình di 
chuyển cấu tử M ngược lại. Tuy nhiên, vận tốc di chuyển của cấu tử M từ pha Φy vào 
pha Φx lớn hơn vận tốc di chuyển của cấu tử M từ pha Φx vào pha Φy. Quá trình di 
chuyển như vậy thực hiện cho đến khi đạt được cân bằng động, tức là vận tốc theo 
chiều thuận và vận tốc theo chiều nghịch bằng nhau. Lúc đó nồng độ cấu tử M trong 
pha Φx đạt đến nồng độ cân bằng (nồng độ cân bằng là nồng độ lớn nhất của cấu tử M 
mà pha Φx có thể chứa được tại một điều kiện nhất định). Gọi xcb là nồng độ cân bằng 
của cấu tử M trong pha Φx, ta có sự liên hệ giữa nồng độ cân bằng xcb và nồng độ yM 
như sau: 
xcb = f(yM) 
 Trong trường hợp tổng quát, quan hệ giữa nồng độ cân bằng và nồng độ chất 
phân bố trong mỗi pha biểu thị như sau: 
ycb = f1(x) 
xcb = f2(y) 
 Nếu như yM < ycb thì vật chất M di chuyển từ pha Φx vào pha Φy 
 Nếu như yM > ycb thì vật chất M di chuyển từ pha Φy vào pha Φx 
7.3.2 Các định luật cân bằng pha 
- Định luật Henry 
 Đối với dung dịch lý tưởng, áp suất riêng phần của khí trên chất lỏng tỉ lệ thuận 
với nồng độ phần mol của nó trong dung dịch; được xác định theo công thức: 
 p = ψ.x (2.93) 
 Trong đó: p - áp suất riêng phần của cấu tử trong pha khí 
 Ψ - hệ số Henry, phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất của khí, lỏng. 
Khi nhiệt độ tăng thì hệ số Henry tăng. 
 x - phần mol của cấu tử trong pha lỏng 
 Đối với khí lý tưởng thì phương trình trên được biểu thị là đường thẳng. Đối 
với khí thực thì hệ số Hăng ri ψ còn phụ thuộc vào nồng độ và đường biễu diễn là 
đường cong. Khi nồng độ x nhỏ thì đường biễu diễn là đường thẳng. 
 Mặt khác, nếu ycb là nồng độ cân bằng của cấu tử trong hỗn hợp khí và áp suất 
chung của hỗn hợp là P thì áp suất riêng phần của khí có thể xác định theo phương 
trình sau: 
 p = P.ycb (2.94) 
 Kết hợp hai phương trình (2.92) và (2.93), ta có: 
x
P
ycb
Ψ
=
84 
 Đặt 
P
m Ψ= , ta được: ycb= m.x (2.95) 
m gọi là hằng số cân bằng, không có đơn vị, có giá trị không đổi cho một hệ 
lỏng – khí ở nhiệt độ không đổi và áp suất không đổi. 
Đường biểu diễn của phương trình (2.94) gọi là đường cân bằng, biểu diễn sự 
liên hệ giữa nồng độ cân bằng trong pha khí và nồng độ trong dung dịch. Đối với dung 
dịch lý tưởng thì đường cân bằng là đường thẳng. Trong trường hợp chung thì đường 
cân bằng là đường cong và có dạng 
 ycb = f(x) 
Định luật Henry chỉ đúng với chất khí. 
- Định luật Raoult 
 Áp suất riêng phần của một cấu tử trên dung dịch bằng với áp suất hơi bão hoà 
của cấu tử đó (ở cùng nhiệt độ) nhân với nồng độ phần mol của cấu tử đó trong dung 
dịch 
 p= Pk.x (2.96) 
Trong đó 
p: áp suất hơi riêng phần của cấu tử trong hỗn hợp hơi 
Pk: áp suất hơi bão hoà của cấu tử ở cùng nhiệt độ 
x: nồng độ cấu tử trong dung dịch. 
Theo định luật Henry thì p = P.ycb 
nên ta có Pkx = P.ycb (2.97) 
 x
P
Py kcb =⇒ (2.98) 
Nếu một hệ gồm hai cấu tử, theo định luật Dalton ta có áp suất chung 
P = pA + pB 
Hay 
P=PAx + PB(1-x) (2.99) 
Trong đó 
PA, PB là ấp suất hơi bão hoà của cấu tử A, B 
Thay P vào phương trình (2.97), ta có 
)1.(.
.
xPxP
xPy
BA
A
cb −+
=⇒ (2.100) 
Đặt 
B
A
P
P
=α là độ bay hơi tương đối của cấu tử A trong hỗn hợp 
Khi đó, ta có 
)1.(1 −+
=
α
α
x
xycb (2.101) 
Phương trình (2.100) gọi là phương trình cân bằng và đường biễu diễn của nó 
85 
gọi là đường cân bằng. Phương trình này đúng với dung dịch lý tưởng. Đối với dung 
dịch thực thì phải xác định bằng thực nghiệm. 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Trình bày các tính chất vật lý, cấu trúc và cảm quan của thực phẩm 
2. Cân bằng vật liệu dựa trên cơ sở nào và nêu các dạng phương trình cân bằng vật liệu 
3. Cân bằng năng lượng dựa trên cơ sở nào, viết phương trình tổng quát cân bằng năng 
lượng 
4. Định nghĩa chất lỏng, các tính chất đặc trưng của chất lỏng 
5. Thế nào là áp suất thủy tĩnh, các tính chất của áp suất thủy tĩnh 
6. Thế nào là áp suất tuyệt đối, áp suất tương đối và áp suất dư 
7. Phát biểu và viết phương trình cơ bản của tĩnh lực học chất lỏng 
8. Nêu các ứng dụng của phương trình cơ bản thủy tĩnh học 
9. Hoàn thành bảng sau, liên hệ giữa độ sâu và áp suất. Áp suất trên bề mặt ở cột thứ 
tư là chỉ áp suất trên bề mặt chất lỏng. 
10. Một tank chứa sữa có dung tích 500.000 lít. Sữa chảy vào tank qua một ống có 
đường kính 0,05m, tốc độ chảy 3 m/s. Đồng thời sữa cũng được tháo ra với tốc độ 
chảy 2,5 m/s, qua ống có đường kính 0,06m. Hỏi có bao nhiêu sữa trong tank sau một 
giờ? 
11. Phát biểu và nêu phương trình Bernoulli 
12. Các chế độ chuyển động của chất lỏng và xác định chế độ chuyển động của chất 
lỏng theo số Reynolds 
13. Táo có nhiệt dung riêng của 3,60 kJ/kgK. Hỏi bao nhiêu nhiệt cần phải được lấy đi 
nhiệt để làm nguội 10 kg táo từ 30°C xuống đến 4°C ? 
14. Bao nhiêu kg nước đá cần dùng để làm mát 1000 kg táo từ 20°C xuống đến 0°C 
86 
nếu chỉ dùng nhiệt ẩn nóng chẩy của nước đá để làm mát? 
15. Cân bằng pha là gì, các định luật về cân bằng pha 
16. Cần dùng bao nhiệt sữa khô để thêm vào 100 kg dung dịch nước đường 20% để 
làm tăng nồng độ của dung dịch lên 50%? 
17. Nước cam tươi chứa 12 % chất khô được nâng lên đến nồng độ 60% trong hệ 
thống bốc hơi đa hiệu. Để tăng chất lượng thành phẩm, nước cam sau khi cô đặc được 
phối trộn với một số nước cam tươi để thành hỗn hợp có nồng độ 42%. Tính lượng 
nước hỗn hợp đã tách ra trong hệ thống bốc hơi và tính lượng nước cam tươi cần thêm 
vào nươc cam sau khi cô đặc. Cho biết lưu lượng nguyên liệu đi vào hệ thống bốc hơi 
ban đầu là 1000kg/h và nguyên liệu vào thiết bị bốc hơi dòng nguyên liệu ở trạng thái 
ổn định. 
18. Cần bao nhiêu dung dịch đường 10% phải đưa vào hệ thống bốc hơi để có được 
10.000kg/h sản phẩm có nồng độ 65%? 
19. Cần bao nhiêu nước để thêm vào 200 kg nước quả cô đặc có nồng độ 65% để 
thành nước quả có nồng độ 12% chất khô? 
20. Một loại thực phẩm được sấy khô trong máy sấy bằng không khí. Thực phẩm trước 
khi sấy có hàm lượng nước là 0,8 kg nước/kg nguyên liêu; sau khi sấy chứa 0,2 
nước/kg sản phẩm. Không khí vào máy sấy có hàm lượng nước là 0,1 kg nước/kg 
KKK (không khí khô),; không khí sau khi ra khỏi máy sấy có hàm lượng nước là 0,2 
kg nước/kg KKK. Không khí và thực phẩm chuyển động ngược chiều nhau. Cho biết 
lưu lượng của nguyên liệu vào máy sấy là 100 kg/h, hãy xác định lưu lượng không khí 
phải cung cấp là bao nhiêu để làm bay hơi nước trong thực phẩm để đạt độ ẩm yêu 
cầu. 
21. Dung dịch sữa đi vào thiết bị gia nhiệt với lưu lượng 1000 kg/h. Nhiệt độ của sữa 
lúc vào 45oC và lúc ra là 72oC. Chất tải nhiệt nóng là nước, nhiệt độ lúc vào là 90oC, 
lúc ra khỏi thiết bị gia nhiệt là 75oC. Tính toán lưu lượng nước nóng cần dùng cho quá 
trình trao đổi nhiệt nếu nhiệt tốn thất ra môi trường là 1 kW, nhiệt dung riêng của nước 
là 4,2 kJ/kg.oC và của sữa là 3,9 kJ/kg.oC. 
22. Hơi nước bão hòa ở 150oC chuyển động trong ống thép, đường kính trong là 
D=4,925 cm; tốc độ trung bình của hơi nước bão hòa là 10 m/s. Tính lưu lượng hơi 
nước bão hòa, cho biết thể tích riêng hơi nước bão hòa ở 150oC là 0,3928 m3/kg. 
23. Tính số Reynolds của một dung dịch có lưu lượng 5 m3/h chảy trong ống có đường 
kính trong 4,925 cm; độ nhớt 1cp và khối lượng riêng là 0,998 g/ml. Với chất lỏng đó, 
hãy tính lưu lượng chất lỏng chảy trong ống để có được dòng chảy ở chế độ chảy 
dòng. 
24. Tính toán vận tốc vận tốc trung bình của chất lỏ ng chảy trong ống 0,04089 m nằm 
ngang với lưu lượng 0,0003 m3/s. Khối lượng riêng chất lỏng 988 kg/m3 và độ nhớt 
0,005 Pa.s. Chất lỏng chảy rối hay chảy tầng. 
25. Xác định đường kính ống truyền nhiệt dùng trong thanh trùng nước quả. Nước cam 
có độ nhớt 0,375 Pa.s, khối lượng riêng 1005 kg/m3. Lưu lượng chất lỏng chảy trong 
87 
ống là 0,000066 m3/s chảy với Re =2000. 
26. Tính lượng nhiệt truyền qua cửa số bằng kính có diện tích 3 m2, dày 5 mm. Cho 
biết nhiệt độ ở hai phía bề mặt của cửa tấm kính là 14oC và 15oC, độ dẫn nhiệt của 
kính là 0,7 W/m.oC, quá trình nhiệt là ổn định. 
 27. Một căn phòng dài 20m, rộng 8m, cao 2,5m có vách tường bằng gạch dầy 20cm. 
Nhiệt độ trung bình ngoài trời là 320C và trong phòng là 250C. Hệ số dẫn nhiệt của 
gạch là 0,25W/m.oC. Tính lượng nhiệt truyền qua vách từ 8 giờ sáng đến 5 giờ chiều? 
28. Tường lò có 2 lớp. Lớp gạch chịu lửa có độ dày 500mm, lớp gạch xây dựng có độ 
dày 250mm. Nhiệt độ bên trong của lò là 13000C, nhiệt độ xung quanh phòng là 250C. 
 a) Xác định nhiệt tổn thất từ bề mặt tường. 
 b) Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc giữa gạch chịu lửa và gạch xây dựng. 
 Hệ số cấp nhiệt từ khí trong lò đến tường α1 = 30W/m2C. 
 Hệ số cấp nhiệt từ tường đến không khí môi trường α2 = 14W/m2C. 
 Hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa λ1 = 1 W/m0C. 
 Hệ số dẫn nhiệt của gạch xây dựng λ2 = 0,5 W/m0C. 
29. Nước cam được thanh trùng trong bộ trao đổi nhiệt hoạt động theo 2 sơ đồ ngược 
chiều và xuôi chiều. Hơi nước để gia nhiệt cho nước cam có nhiệt độ vào là 1100C và 
nhiệt độ ra là 1000C. Nhiệt độ nước cam tăng từ 300C đến 900C. Tính sự hiệu số nhiệt 
độ trong trường hợp xuôi chiều và ngược chiều và so sánh 2 trường hợp trên. 
Nước ở 20°C được gia nhiệt đến 80°C bằng sự ngưng tụ củahơi nước. Hơi bão hòa có 
nhiệt độ 200°C. Hãy tính nhiệt dộ trung bình. 
88 
MỤC LỤC 
PHẦN I. NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG ........................................................................... 12 
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THỰC PHẨM .................................................. 12 
1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 12 
1.1. Khái niệm về kỹ thuật và công nghệ .............................................................................. 12 
1.2. Phân loại các phương pháp công nghệ ........................................................................... 13 
1.3. Phân loại các quá trình công nghệ ................................................................................. 16 
1.4. Khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến ................................................... 17 
2. CÁC CHÚ Ý VỀ TRANG THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 17 
3. TỔ CHỨC KINH TẾ TRONG KỸ THUẬT THỰC PHẨM 18 
3.1. Sức lao động ................................................................................................................. 18 
3.2. Đối tượng lao động........................................................................................................ 18 
3.3. Công cụ lao động .......................................................................................................... 19 
4. ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN 19 
4.1. Định nghĩa thuật ngữ ..................................................................................................... 19 
4.2. Các hệ thống đo lường .................................................................................................. 19 
4.3. Hệ SI ............................................................................................................................. 20 
Chương 2. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA KỸ THUẬT THỰC PHẨM ............................ 24 
1. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA THỰC PHẨM 24 
1.1. Tính chất vật lý ............................................................................................................. 24 
1.2. Tính chất nhiệt .............................................................................................................. 25 
1.3. Tính chất cảm quan ....................................................................................................... 26 
2. SỰ THAY ĐỔI GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA THỰC PHẨM 27 
3. CÂN BẰNG VẬT LIỆU 27 
3.1. Định luật bảo toàn khối lượng ....................................................................................... 27 
3.2. Phương trình cân bằng khối lượng ................................................................................. 28 
4. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 29 
4.1. Định luật bảo toàn năng lượng ....................................................................................... 29 
4.2. Phương trình cân bằng nhiệt lượng ................................................................................ 29 
5. CƠ HỌC CHẤT LỎNG 29 
5.1. Chất lỏng và đặc tính của chất lỏng ............................................................................... 29 
5.2. Thủy tĩnh học ................................................................................................................ 33 
5.3. Thủy động học .............................................................................................................. 37 
5.4. Sự chuyển động của chất lỏng qua lớp hạt ..................................................................... 43 
5.5. Bơm chất lỏng ............................................................................................................... 46 
5.6. Máy nén ........................................................................................................................ 57 
5.7. Quạt .............................................................................................................................. 58 
6. SỰ TRUYỀN NHIỆT 63 
6.1. Các phương thức truyền nhiệt ........................................................................................ 63 
6.2. Các quá trình truyền nhiệt ............................................................................................. 69 
6.3. Nguồn nhiệt và các phương pháp đun nóng trong chế biến thực phẩm ........................... 75 
6.4. Các phương pháp làm nguội .......................................................................................... 77 
6.5. Các phương pháp ngưng tụ ............................................................................................ 78 
7. SỰ TRUYỀN CHẤT (CHUYỂN KHỐI) TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 79 
7.1. Khái niệm chung ........................................................................................................... 79 
7.2. Khuếch tán .................................................................................................................... 81 
7.3. Cân bằng pha ................................................................................................................ 83 
89