Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 5 - Các phương pháp hoàn thiện sản phẩm

Bài giảng Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Chương 5 tìm hiểu vầ các phương pháp hoàn thiện sản phẩm như: Phương pháp sấy phun; Phương pháp sấy đông khô; Phương pháp sấy khác như: sấy chân không và sấy tầng sôi. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!

CÁC HOÀN PHƯƠNG 2.4CHƯƠNG PHƯƠNG5 PHÁP THIỆN PHÁP HOÀN THIỆN SẢN PHẨM SẢN PHẨM 5.1 Sấy phun (Spray drying) 5.2 Sấy đông khô (Freeze drying) 5.3 Phương pháp sấy khác - Sấy chân không (Vacuum drying) - Sấy tầng sôi (Fluid bed drying) Một số khái niệm Khái niệm vật liệu sinh học (biomaterial) là vật chất liên quan đến thể sống hay chức sống và hoạt đợng sớng Sản phẩm sinh học • Sản phẩm sinh học (bioproduct) được định nghĩa là một vật liệu sinh học hay là sản phẩm của trình chuyển hóa sử dụng vi sinh vật, thành phần hay chất có hoạt tính sinh học Sấy vi sinh vật Đặc điểm cấu trúc • quá trình tách nước • phản ứng nâng nhiệt đợ sấy, tớc đợ thoát ẩm • cách dẫn trùn nhiệt các dạng liên kết của phân tử nước • vi sinh vật thuộc nhóm keo-mao dẫn-xốp :,, nước dạng dung môi nước tự nước liên kết Hậu quả sau tách nước? Biến đổi enzim Biến đổi hóa sinh Biến đổi hóa học Biến đổi vật lý Những biến đổi chính của sản phẩm sinh học quá trình sấy Hóa sinh tế bào bị teo Enzim Hóa học Mất hoạt Giảm giá trị (vi khuẩn, tính enzim và dinh dưỡng và hoạt tính nấm men, vitamin protein, nấm mốc) hydratcacbon chất béo, chất kháng sinh, axit amin; mất hương thơm Vật lý Giảm các tính chất hữu ích (tính tan, tính hồi nước, bị co lại, giảm khới lượng) Hình dạng và kích thước tế bào VSV so với phân tử protein Loại vi sinh vậtmet Vi kh̉n Hình dạng Hình cầu Nấm mớc Hình ống Hình sợi Hình cầu Tảo Protozoa Phân tử protein KÍch thước 0,5-4 m 2-20 m 10-40 đến 200m Hình elip Hình sợi Hình trứng Hình sợi 9-15 x 5-10 m Vô định hình < 600 m diameter < m < 4- m 28-30 x 8-12 m 4-8 m Vi sinh vật-nhiệt đợ • Psychrophiles: grow -20o C, opt 15o C • Mesophiles: 20-50 oC • Thermophiles: >50 oC Trạng thái tiềm sinh (anabiosis) • là trạng thái tạm thời thuận nghịch về chức được tạo tác động của yếu tố bên ngoài Trong trạng thái này, tốc độ của trình diễn chậm và nó lại trở lại hoạt động bình thường có đủ điều kiện trở lại 10 Disadvantages • Volatile compounds may be removed by high vacuum • Single most expensive unit operation • Stability problems associated with sterilization and sterility assurance of the dryer chamber and aseptic loading of vials into chamber • High energy costs 2-3 times more than other methods • Long process time 43 5.3 Các phương pháp sấy khác 5.3.1 Sấy chân không 5.3.2 Sấy tầng sôi 44 5.3.1 SẤY CHÂN KHƠNG - Là quá trình tách ẩm vật liệu sấy điều kiện chân không - Sấy chân không phù hợp cho các vật liệu dễ bị biến đổi nhiệt thường mất thời gian sấy kéo dài 20-100 h - Có thể sử dụng sấy chân không liên tục và có thể đạt độ ẩm 1% ở 40oC sau 10 phút Nhiệt độ sôi 100 oC ở 0,1 MPa, ở kPa- độ sôi là 7oC - sấy chân không giảm được oxy hóa vật liệu sấy Ví dụ: Sấy VK lactic bằng sấy chân khơng đảm bảo đợ sớng sót 45 52,8-77,5% Khái niệm • Vacuum drying is performed under low pressure conditions The heat transfer effect is produced by the convection or radiation method The use of vacuum ensures a sparing effect on the product being dried due to the low values of drying temperatures 46 • vacuum drying of peppermint Vacuum drying was performed at temperatures ranging from 50 to 90 °C • After drying, peppermint quality parameters were examined such as color, chlorophyll content, phenolic content, flavonoid content; vitamin C and sugar levels were estimated as well 47 • In 2016, Zhi-Gang Chen, Xiao-Yu Guo, and Tao Wu proposed a new technique for dehydrating carrot slices which used ultrasound and vacuum drying methods The novel drying technique involving a combination of ultrasound and vacuum dehydration was developed to shorten the drying time and enhance the quality of carrot slices Carrot slices were dried with ultrasonic vacuum (USV) drying and vacuum drying at 65 °C and 75 °C The duration of drying was dependent upon the drying technique and temperature As compared to vacuum drying, USV drying resulted in a 41–53% decrease in the drying time The drying time for the USV and vacuum drying techniques at 75 °C was determined to be 140 and 340 minutes for carrot slices, respectively The dehydration rate, nutritional value (retention of β-carotene and ascorbic acid), color, and textural properties of USV-dried carrot slices were found to be better as compared to vacuum-dried carrot slices Furthermore, lower energy consumption associated with the use of the USV technique was recorded 48 Các phương pháp sấy ảnh hưởng đến sống sót của vi khuẩn 49 5.3.2 Phương pháp sấy tầng sơi • là mợt kỹ tḥt thông thường dùng để sấy các hạt rắn Kỹ thuật này dựa sở dịng khí nóng chủn đợng với tốc độ cao mà tạo tầng sôi với đặc tính chủn khới và trùn nhiệt • Các thơng số kỹ thuật thiết bị sấy tầng sôi: - Chiều cao vật liệu tầng sôi: 0,1-0,4 m - Tốc độ dịng khí: 0,3-3,5 m/s (tùy tḥc vào đặc tính của hạt) - Chênh lệch áp suất: từ 300 đến 1800 Pa 50 Sấy tầng sơi ( tiếp) • Kích thước hat 200àm-2mm ã Nờu co d õm trờn bờ mt hoặc quá dính thì cần hỗ trợ học các TB đảo trợn hoặc sàng rung • So với sấy khay thì sấy tầng sôi tiết kiệm thời gian có sự tiếp xúc tích với tớc đợ cao khí nóng và vật liệu sấy • Phương pháp kết hợp sấy tầng sôi với hệ thống chân không áp dụng phổ biến cho các sản phẩm dễ bị biến đởi nhiệt đợ • Cũng có tổ hợp vi sóng với sấy chân không 51 52 53 nhược điểm • chênh lệch áp śt tương đới cao nên gây khí thởi áp lực cao; • Hình dạng hạt bị giới hạn với hình cầu hay hình khới; • Chiều cao của tầng sơi bị giới hạn bởi chiều cao tối thiểu để đảm bảo tạo tầng sôi đồng nhất và chiều cao tối đa cho phép giảm áp śt • Kích thước hạt bị giới hạn, vật liệu phân tán gây hiện tượng các vật liệu tinh và thô không tạo tầng sôi tốt; • Khi chịu tầng sôi kết tụ gây sự không ổn định của các hạt 54 Yếu tớ ảnh hưởng • ́u tớ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm quá trình sấy khí nóng là - sự oxi hóa - ảnh hưởng của nhiệt độ - ánh sáng, pH, hoạt độ nước - Sự oxi hóa giảm tối thiểu aw = 0,3, ở giá trị 0,5-0,8 thì tốc độ oxy hóa mạnh nhất 55 Advantages of Fluid Bed Dryer Fluidized Bed Dryers Guarantee Fast and Homogeneous Drying Fluid Bed Dryer is Suitable for Heat Sensitive Products Fluidized Bed Ensures Efficiency in Material Drying Handling Fluidized Bed Dryer is Easy and Less Labor Intensive Fluid Bed Dryer Designs Come in a Wide Range of Capacities and Sizes Fluid Bed Dryer has Low Maintenance Cost hence, Reduces Downtime No Hot Spots on the Final Products Fluid Bed Dryer Is Suitable for both Continuous & Batch Material Processing No risk of soluble substance migrating 10.Reduced dust pollution 11.Small size with high production capacity 12.High rates of moisture removal 56 Disadvantages of Fluid Bed Dryer A Possibility of Product Loss Chances of Electrostatic Build Up May be High Drying Sticky Material is Quite Difficult 57