Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm bột quả hòa tan từ Quất và Bạc hà

Trong khi ngành sản xuất bột hòa tan của nước ta còn non trẻ, nhưng chưa được sử dụng nhiều vì tính chất của nguyên liệu không cho phép để sản xuất, nguyên liệu chủ yếu được sử dụng chủ

PHẠM NGUYỄN THANH TÂM

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM

BỘT QUẢ HÒA TAN TỪ QUẤT VÀ BẠC HÀ

Đặc biệt gửi lời cám ơn sâu sắc tới cô Huỳnh Thị Ái Vân, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện Đề tài Tốt nghiệp

Nha Trang, ngày tháng 7 năm 2013 SVTH: Phạm Nguyễn Thanh Tâm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về nguyên liệu 3

1.1.1 Tổng quan về quất 3

1.1.1.1 Đặc tính sinh học của quất 3

1.1.1.2 Thành phần hóa học của quất 4

1.1.1.3 Ứng dụng của quất 5

1.1.2 Tổng quan về bạc hà 6

1.1.2.1 Đặc tính sinh học của bạc hà 6

1.1.2.2 Thành phần hóa học của bạc hà 7

1.1.2.3 Ứng dụng của bạc hà 7

1.2 Tổng quan về kĩ thuật sấy và sấy phun thực phẩm 8

1.2.1 Tổng quan về quá trình sấy 8

1.2.1.1 Định nghĩa 8

1.2.1.2 Mục đích 8

1.2.1.3 Một số loại vật liệu sấy 9

1.2.1.4 Các dạng liên kết của ẩm trong vật liệu sấy 9

1.2.1.5 Các phương pháp sấy trong công nghệ thực phẩm 10

1.2.1.6 Bản chất của quá trình sấy 10

1.2.1.7 Các biến đổi của vật liệu trong quá trình sấy 12

1.2.1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 15

1.2.2 Tổng quan về phương pháp sấy phun 17

1.2.1.1 Nguyên lý của phương pháp sấy phun 17

1.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 18

1.2.1.3 Phân loại thiết bị sấy phun 19

1.2.1.4 Ưu và nhược điểm của công nghệ sấy phun 19

1.2.3 Tình hình sản xuất bột hòa tan từ nguyên liệu rau quả 20

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Vật liệu nghiên cứu 27

2.1.1 Nguyên liệu chính 27

2.1.1.1 Quất 27

2.1.1.2 Bạc hà 27

2.1.2 Nguyên liệu phụ 28

2.1.2.1 Mantodextrin 28

2.1.2.2 Đường saccaroza 28

2.1.2.3 Vitamin C (C6H8O7.H2O) 28

2.1.2.4 Vật liệu và phương pháp bao gói 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Phương pháp phân tích lý - hóa 29

2.2.2 Phương pháp phân tích cảm quan 29

2.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh 29

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 29

2.3 Hóa chất và thiết bị 29

2.3.1 Hóa chất 29

2.3.2 Thiết bị 29

2.4 Quy trình công nghệ dự kiến sản xuất thử nghiệm bột hòa tan từ quất và bạc hà 31

2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 34

2.5.1 Thí nghiệm nghiên cứu xác định thời gian và nhiệt độ chần quất 34

2.5.2 Thí nghiệm nghiên cứu xác định thời gian chần NaOH thích hợp 36

2.5.3 Thí nghiệm nghiên cứu xác định thời gian và nhiệt độ chần bạc hà 38

2.5.4 Thí nghiệm nghiên cứu xác định tỉ lệ nước/quất và nước/bạc hà trong công đoạn xay và lọc dịch 40

2.5.5 Thí nghiệm nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn quất/bạc hà thích hợp 42

2.5.6 Thí nghiệm nghiên cứu xác định lượng mantodextrin bổ sung vào hỗn hợp

dịch quất – bạc hà 45

2.5.7 Thí nghiệm nghiên cứu xác định nhiệt độ sấy thích hợp 47

2.5.8 Thí nghiệm nghiên cứu xác định tỉ lệ Vitamin C bổ sung 48

2.5.9 Thí nghiệm nghiên cứu xác định tỉ lệ đường saccaroza bổ sung vào bột quả 51

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1.1 Kết quả nghiên cứu xác định thành phần khối lượng của quất và cây bạc hà 53

3.1.2 Kết quả xác định thành phần lý - hóa của thịt quất và lá bạc hà 53

3.2.1 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian và nhiệt độ chần quất 54

3.2.2 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian chần quất bằng NaOH 0,1 N 59

3.2.3 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian chần bạc hà 60

3.2.4 Kết quả nghiên cứu xác định tỉ lệ nước/quất và nước/bạc hà trong công đoạn xay là lọc dịch 63

3.2.5 Kết quả nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn bạc hà/quất 66

3.2.6 Kết quả nghiên cứu xác định tỉ lệ mantodextrin phối trộn 68

3.2.7 Kết quả nghiên cứu xác định nhiệt độ sấy dịch quất – bạc hà 70

3.2.8 Kết quả nghiên cứu xác định tỉ lệ vitamin C bổ sung 72

3.2.9 Kết quả nghiên cứu xác định tỉ lệ đường saccaroza bổ sung 74

3.3 Đề xuất quy trình sản xuất bột hòa tan từ quất và bạc hà 76

3.3.1 Sơ đồ quy trình 76

3.3.2 Thuyết minh quy trình 77

3.4 Kết quả sản xuất thử nghiệm 79

3.4.1 Kết quả kiểm tra lý - hóa của sản phẩm 79

3.4.2 Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sấy 80

3.4.3 Đánh giá xếp loại sản phẩm 80

3.5.1 Tiêu hao nguyên liệu chính 81

3.5.2 Tiêu hao nguyên liệu phụ 82

3.5.3 Chi phí nguyên vật liệu để sản xuất ra 1000 gói bột quất – bạc hà 10g 82

3.5.4 Hình ảnh sản phẩm 83

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

VNĐ: Việt Nam đồng

KPH: Không phát hiện

DANH MỤC BẢNG

1.2 Ảnh hưởng của chất trợ sấy đến quá trình sấy và tính chất cảm

quan của sản phẩm

18

2.1 Bảng bố trí nhiệt độ và thời gian chần quất 35 2.2 Bảng bố trí nhiệt độ và thời gian chần bạc hà 39 3.1 Thành phần khối lượng của quất và cây bạc hà 53 3.2 Thành phần hoá lý của thịt quất và lá bạc hà 54 3.3 Đánh giá trạng thái và khả năng bóc tách vỏ quất sau khi chần 54 3.4 Mô tả chất lượng cảm quan của quả quất sau khi chần ở các

khoảng nhiệt độ và thời gian khác nhau

được bổ sung vitamin C với tỉ lệ khác nhau (sau 2 tuần)

72

3.13 Mô tả vị của bột quất – bạc hà sau khi bổ sung đường saccaroza 74 3.14 Bảng chỉ tiêu lý – hóa của sản phẩm 79 3.15 Kết quả kiểm tra vi sinh mẫu sản phẩm bột quất – bạc hà 80 3.16 Bảng đánh giá xếp loại sản phẩm bột quất – bạc hà 80 3.17 Tiêu hao quất qua các công đoạn 81 3.18 Tiêu hao bạc hà qua các công đoạn 81

3.19 Bảng phần trăm tiêu hao nguyên liệu phụ khi sản xuất 82 3.20 Bảng chi phí nguyên vật liệu để sản xuất ra 1000 gói quất và

bạc hà có khối lượng 10g

82

DANH MỤC HÌNH

1.1 Phân loại thiết bị theo chiều của tác nhân sấy 19 1.2 Sơ đồ quy trình sản xuất bột chanh dây 21

3.8 Dịch hòa tan từ bột quất – bạc hà 83

LỜI MỞ ĐẦU

Trái cây tươi không những là những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mà còn

là thực phẩm tươi phục vụ trực tiếp trong cuộc sống hằng ngày như cung cấp vitamin, axit hữu cơ, muối khoáng cho con người Do nước ta có khí hậu nhiệt đới

ẩm nên việc bảo quản trái cây rất khó, dễ bị thối hỏng sau khi thu hoạch và vận chuyển, làm giảm phẩm chất ban đầu của trái cây Do đó, bên cạnh việc bảo quản trái cây tươi thì việc chế biến các loại trái cây cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giá trị sử dụng của các loại trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, đồng thời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo nên việc làm

ổn định và tăng thu nhập cho người dân

Bột hòa tan là một sản phẩm được ưa chuộng nhiều nước trên thế giới bởi tính tiện dụng cao Trong khi ngành sản xuất bột hòa tan của nước ta còn non trẻ, nhưng chưa được sử dụng nhiều vì tính chất của nguyên liệu không cho phép để sản xuất, nguyên liệu chủ yếu được sử dụng chủ yếu là các loại rau, các loại cây thuốc bắc

Vì thế để tạo ra loại sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thiết yếu của người tiêu dùng thì sản xuất bột hòa tan từ trái cây cần được đầu tư sản xuất

Hiện nay tất cả các sản phẩm bột hòa tan đang được người tiêu dùng rất ưa chuộng, nhất là các sản phầm có thêm chức năng phòng chữa bệnh cho con người

Vì thế đề tài: ”NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM BỘT QUẢ HÒA TAN TỪ QUẤT- BẠC HÀ” là hết sức cần thiết

Mục tiêu nghiên cứu

- Tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất Nâng cao giá trị sử dụng và giá thành cho nguyên liệu quất và bạc hà

- Tạo ra một sản phẩm mới, hấp dẫn, bổ sung các chất cần thiết mà không độc hại đối với cơ thể

- Tìm được hướng giải quyết tối đa cho việc tiêu thụ nguyên liệu khi vào mùa vụ

Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất thử nghiệm bột quả hòa tan từ Quất và Bạc hà

- Sản xuất thử nghiệm bột quả hòa tan từ Quất và Bạc hà tại phòng thí nghiệm

- Tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu để sản xuất bột quả hòa tan từ Quất và Bạc hà

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Tạo ra mặt hàng mới từ nguyên liệu quất và bạc hà, làm phong phú thêm các mặt hàng nước giải khát có nguồn gốc thiên nhiên trên thị trường, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

- Tạo ra một hướng nghiên cứu mới về Quất và bạc hà

- Thành công của đề tài có thể áp dụng vào các nhà máy sản xuất bột hòa tan, góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm đồ uống, nâng cao giá trị thương phẩm cho nguyên liệu

- Các số liệu trong đề tài có thể là tài liệu tham khảo cho những ai muốn nghiên cứu và tìm hiểu về quất và bạc hà sau này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Tổng quan về quất

1.1.1.1 Đặc tính sinh học của quất[17], [18]

Quả quất ở Đông Nam Bộ Việt Nam gọi là tắc, Tây Nam Bộ gọi là hạnh

Cây quất (có tên khoa học là Citrus japonica) là một loài thực vật có quả múi nhỏ,

có hoa thuộc chi Cam chanh Quả của nó trông giống quả cam nhưng nhỏ hơn nhiều Quất có nguồn gốc từ Trung Quốc, có thể được trồng làm cây cảnh trong nhà

Ở Trung Quốc và Việt Nam, cây quất ra trái hay được trưng bày vào dịp Tết vì người ta cho rằng quất là biểu tượng của may mắn

Quất được du nhập vào nước ta từ rất lâu nhưng được người dân biết đến rộng rãi cách đây 800 năm, thời Vua Lý Nhân Tông, dùng để trị chứng ho, mất tiếng dai dẳng kéo dài

- Đặc tính sinh học

Cây quất là một loại cây bụi phát triển chậm, nhỏ gọn, thường cao 2,4 - 4,5m, thân có thể có gai Lá đơn giản, hình mũi mác, thường dài 3,25 - 8,6cm, có màu xanh, hơi bóng Hoa màu trắng 5 cánh, có mùi thơm dịu, mọc thành chùm từ 1 - 4 hoa trong một nách lá Quả là hình bầu dục thuôn dài hoặc tròn, to khoẳng từ 1,6 - 4cm; có vỏ màu vàng, hay vàng da cam; quả có nhiều thịt, dày, có thể ăn được Quất được trồng rộng khắp cả nước, được trồng quanh năm nhưng thường trồng vào đầu mùa mưa

- Các giống phổ biến hiện nay:

 Quất “Hồng Kông” (tên khoa học là Fortunella Hindsii Swing) có nguồn

gốc từ Hồng Kông Quả quất gần tròn, to khoảng 1,6 - 2cm; vỏ màu cam hoặc đỏ tươi khi chín, mỏng, ít thịt, có hạt tròn Quất “Hồng Kông” là cây bụi có gai, được trồng chỉ như một cây cảnh trang trí

 Quất “Marumi” (tên khoa học là Fortunella Swing japonica), là giống có

quả tròn hình quả trứng, dài 3,2cm; vỏ màu vàng, trơn nhẵn, có lượng tinh dầu lớn, mỏng, thơm và cay, hạt có kích thước nhỏ hơn so với “Nagami” Cây quất Marumi

cao khoảng 2,75m, có thân hình tương tự như giống “Nagami” nhưng có gai, lá nhỏ

và có khả năng chịu lạnh tốt

 Quất “Meiwa” (tên khoa học là Fortunella crassifolia Swing), là một giống

quất lai giữa “Nagami” và “Marumi ” Quất Meiwa có quả ngắn, tròn theo hình chữ nhật, to khoảng 4cm, vỏ màu vàng cam, rất dày, có vị ngọt; thường không hạt hoặc

ít hạt Cây khá thấp, có gai đen, lá rát dày và cứng

 Quất “Nagami” (tên khoa học là Fortunella margarita Swing), quả có hình

quả trứng ngược hoặc thuôn dài, quả rộng 3cm, dài 4,5cm, chứa từ 2 - 5 hạt trong 1 quả Cây cao đến 4,5m, được trồng nhiều ở Hoa Kì

- Ở Việt Nam được trồng chủ yếu là quất Hồng Kông, nhưng đã được lai tạo đi rất nhiều (quả có vỏ mỏng, nhiều thịt hơn) Quất được trồng ở đa số các tỉnh thành trên địa bàn cả nước, thường được trồng làm quất cảnh để chuẩn bị cho dịp Tết Nguyên Đán hằng năm

1.1.1.2 Thành phần hóa học của quất

Thành phần hóa học trong 100g phần ăn được của quất

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của quất

Thành phần hóa học Hàm lượng Đơn vị

Axit ascorbic (C) 151 mg

1.1.1.3 Ứng dụng của quất[16]

Quất là loại quả chứa nhiều chất vi lượng nên được sử dụng rất nhiều trong thực phẩm với mục đích bổ sung các chất dinh dưỡng cho cơ thể và được sử dụng như một loại thuốc với các tính năng chữa bệnh khác nhau

Trong ngành thực phẩm, quất được sử dụng như là một nguồn nguyên liệu sản xuất nước giải khát, làm mứt

Công dụng của quất:

- Quả quất:

 Đông y hay dùng quả quất như một vị thuốc chữa các chứng bệnh do lạnh gây ra như viêm họng, lạnh bụng, cảm, v.v

 Quả quất được dùng dưới dạng quả còn non hoặc đã chín

 Dược liệu có vị chua, hơi ngọt, the, mùi thơm, tính ấm, không độc, có tác dụng điều khí, kiện tỳ, chỉ khát, giảm ho, tiêu phù, được dùng trong những trường hợp sau:

 Chữa ho (nhất là ho ở trẻ em): Quả quất chín (loại bỏ những quả đã ủng

nhũn) 10g, rửa sạch, cho vào chén cùng với ít đường phèn hoặc mật ong, đem hấp chín trong 15 - 20 phút Nghiền nát, để nguội, cho trẻ uống làm 3 lần trong ngày Dùng 3 - 4 ngày Có thể phối hợp với hoa hồng bạch 10g và hạt chanh 10g Cách làm và dùng như trên

 Chữa hậu sản, phù nề, vàng da: Quả quất non 50g, nghệ vàng 100g, nghệ đen 100g, hương phụ 100g, cặn nước tiểu 5g Tất cả thái mỏng, phơi khô, tán bột mịn, trộn với mật ong làm viên bằng hạt ngô Ngày uống 10 viên

- Vỏ: vỏ quả quất tươi 9g, phối hợp với gừng tươi nướng vàng 9g, sắc với 200ml nước còn 50ml, uống làm một lần trong ngày, chữa nôn mửa, chữa nghẹn nấc ở người cao tuổi Cách dùng: vỏ quả quất 20g, phơi hoặc sấy khô, tán bột rồi uống với nước ấm

- Hạt: Hạt quất là thuốc cầm máu, giảm ho, chống nôn

 Chữa ho lâu ngày không khỏi: Hạt quất 10g, lá thạch xương bồ 10g, hạt chanh 10g, mật gà đen 1 cái Tất cả để tươi, giã nát, thêm đường, hấp cơm, uống làm 2 - 3 lần trong ngày

 Chữa nôn ra máu: Hạt quất 1 chén nhỏ, bóc bỏ vỏ, lấy nhân, sao vàng, giã nhỏ, sắc uống làm 2 lần trong ngày

1.1.2 Tổng quan về bạc hà[15]

1.1.2.1 Đặc tính sinh học của bạc hà

Bạc hà có thên khoa học là Mentha arvensis Lamiaceae (Bạc hà Á), hoặc

Mentha piperita Lamiaceae (Bạc hà Âu) được trồng ở nhiều địa phương nước ta,

được thu hái vào khoảng tháng 5, 8, 11 thu hoạch lúc cây mới ra hoa, rửa sạch dùng tươi hoặc phơi trong râm cho khô

- Đặc tính sinh học

Bạc hà là cây thân thảo, sống lâu năm, là cây bò nên rễ mọc bò lan, thân mềm, cao 30 - 40cm; lá màu xanh lục hoặc tím tía, mọc đối, hình bầu dục hoặc hình trứng, cuống ngắn Mép lá có hình răng cưa đều; hoa nhỏ, màu trắng, hồng hoặc tím hồng, mọc tụ tập ở kẽ lá thành những vòng nhiều hoa

- Phân loại

 Bạc hà Âu (có tên khoa học là Mentha piperita, là một loại cây thuộc

họ Lamiaceae), có thân vuông, mọc đứng hay mọc bò, cao 30 – 50cm, có khi lên

đến 1m, có rễ mọc ra từ các đốt Bạc hà Âu có lá mọc đối, hình trứng, mép khía răng, dài 4 – 9cm và rộng 1,5 – 4cm, xanh đậm có lông cả hai mặt; hoa nhỏ màu trắng hay tím hồng, tụ tập ở kẽ lá, tràng hình môi; toàn cây có tinh dầu mùi thơm

 Bạc hà Á hay húng cay (có tên khoa học là Mentha arvensis), là cây lâu năm

thân thảo, cao đến 10 – 60cm (đôi khi đạt đến 100cm) Bạc hà Á có lá đơn, mọc đối xứng, dài 2 – 6,5cm và rộng 1 – 2cm, có lông, viền lá có răng cưa thô; hoa màu tím nhạt (đôi khi màu trắng hoặc hồng), mọc thành cụm trên thân, mỗi hoa dài 3 – 4mm

- Ở Việt Nam trồng nhiều cả hai giống bạc hà Âu và bạc hà Á, nhưng bạc hà Á được trồng phổ biến hơn Bạc hà rất dễ sống, có thể trồng dễ dàng bằng phương pháp giâm cành nên được trồng phổ biến ở tất cả các địa phương

1.1.2.2 Thành phần hóa học của bạc hà

Bạc hà chứa nhiều terpenoid và flavonoid

- Terpenoid dường như được tạo thành do isopren kết hợp với nhau theo kiểu

“đầu nối với đuôi”, chúng có mùi thơm hấp dẫn

Terpenoid được dùng như hương thơm trong thực phẩm, kem đánh răng, các sản phẩm công nghiệp Terpenoid kết hợp nhiều terpene: tinh dầu thiên nhiên để trị bệnh; có vai trò sinh thái quan trọng: mùi hương đặc trưng của thực vật, hoocmon thực vật

- Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặc biệt là ở hoa, tạo cho hoa những màu sắc rực rỡ để quyến rũ các loại côn trùng giúp cho sự thụ phấn của cây Tác dụng của flavonoid:

 Flavonoid nâng cao tính bền của thành mạch máu, chống dị ứng, chống co giật, giảm đau, nghẽn mạch, nghẽn phế quản, lợi mật, diệt nấm,…

 Flavonoid có khả năng sửa chữa các phản ứng cơ thể chống lại các hợp chất khác trong các dị ứng nguyên, virus và các chất sinh ung thư, hỗ trợ tốt điều trị các bệnh về tim mạch

 Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan

 Flavonoid còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại nên có tác dụng như những chất xúc tác ngăn cản các phản ứng oxy hoá, có khả năng chống oxy hóa và tiết kiệm lượng vitamin C sử dụng, giúp tích lũy vitamin C

Tinh dầu chứa menthone este và mentyl, đặc biệt là metyl axetat Bạc hà khô thường có 0,3 - 0,4% lượng dầu dễ bay hơi có chứa tinh dầu bạc hà (7 – 48%), menthone (20 - 46%), acetate mentyl (3 - 10%), menthofuran (1 – 17%) và 1,8-cineol (3 – 6%)

1.1.2.3 Ứng dụng của bạc hà[11]

Cây bạc hà có mùi thơm mạng vì chứa tinh dầu menthol Bạc hà thường được dùng làm chất tạo vị trong trà, kem, kẹo, kèo cao su và kem đánh răng Dầu bạc hà cũng được trộn vào xà phòng tắm, dầu gội đầu

- Tác dụng dược lý:

 Tiêu hóa: Lá bạc hà có tác dụng kích thích tiêu hóa, đồng thời giúp làm dịu dạ dày trong trường hợp bị viêm, sưng Mùi thơm của bạc hà kích thích tuyến nước bọt cũng như các tuyến enzym kích thích tiêu hóa, qua đó cải thiện tình trạng tiêu hóa

 Trị nôn, giảm đau: Hương bạc hà là liệu pháp trị nôn hiệu quả Mùi dầu bạc

hà hoặc lá bạc hà tươi nghiền nát sẽ giúp cảm thấy dễ chịu hơn Dầu bạc hà khi thoa vào trán giúp giảm đau đầu

 Hô hấp: Mùi hương bạc hà rất hữu hiệu trong việc làm thông mũi, họng, phế quản và phổi cũng như làm giảm rối loạn hô hấp Hương bạc hà còn giúp giảm ho

 Răng miệng: Bạc hà được coi là chất sát trùng và giúp hơi thở thơm tho, lá bạc hà có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây hại

 Giảm stress: Tinh dầu bạc hà rất tốt cho những người hay lâm vào trạng thái chán nản, căng thẳng Nó kích thích tinh thần và chống viêm rất hiệu quả

 Ngăn ngừa ung thư: Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy một số enzym có trong lá bạc hà có thể trị ung thư

 Làm đẹp da: Nước ép lá bạc hà là một công cụ làm sạch da tuyệt vời Nước bạc hà có tác dụng làm mềm da, chữa viêm nhiễm da, đồng thời trị mụn Nó cũng

có thể dùng để trị các vết cắn của côn trùng như muỗi

1.2 Tổng quan về kĩ thuật sấy và sấy phun thực phẩm

1.2.1 Tổng quan về quá trình sấy[2]

1.2.1.1 Định nghĩa

Là quá trình bốc hơi nước của vật liệu ở một nhiệt độ bất kỳ, bản chất là quá trình khuếch tán ẩm do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất riêng phần giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

1.2.1.2 Mục đích

- Chuẩn bị: Quá trình sấy được ứng dụng để tách bớt ẩm trong nguyên liệu chuẩn

bị cho ngâm tẩm các dung dịch, ướp hương, sấy làm giảm khối lượng để vận chuyển

- Khai thác: Sấy làm tăng hàm lượng chất khô, trong quá trình sấy các sản

- Chế biến: Sấy làm tăng độ giòn, dẻo, giữ được tính đặc trưng của sản phẩm như sấy các loại rau củ quả

- Bảo quản: Sấy làm giảm hoạt độ nước trong thực phẩm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật nên có tác dụng bảo quản sản phẩm

- Hoàn thiện: Sấy để làm khô vật liệu trước khi dùng, sấy để giữ màu sắc, độ sáng bóng, tăng độ bền cho sản phẩm

1.2.1.3 Một số loại vật liệu sấy

Nguyên liệu bán thành phẩm và sản phẩm sấy thường rất đa dạng, bao gồm nhiều loại nguyên liệu khác nhau về nguồn gốc, mức độ ngậm nước, khác nhau về lượng nước…Theo tính chất lí học có thể chia vật liệu sấy thành các dạng sau:

- Vật liệu keo: Là dạng vật liệu mà ẩm ở trong đó chủ yếu ở dạng liên kết hấp thụ và thẩm thấu Vật liệu này thường co lại trong quá trình bốc ẩm và giữ lại tính đàn hồi của nó ví dụ như gelatin, các sản phẩm từ bột nhào

- Vật liệu xốp - mao dẫn: Nước ở dạng liên kết cơ học do các lực mao dẫn Thường vật liệu này giòn hầu như không bị co lại và dễ dàng làm nhỏ sau sấy ví dụ: đường, muối…

- Vật liệu xốp - mao quản - keo: Vật liệu này gồm những tính chất của 2 nhóm vật liệu trên, thành mao quản có thể đàn hồi và là nguồn hút ẩm Loại vật liệu này chiếm phần lớn các sản phẩm thực phẩm như các loại ngũ cốc, các loại hạt, bánh mì, rau quả…

1.2.1.4 Các dạng liên kết của ẩm trong vật liệu sấy

- Ẩm dính ướt: Ẩm này có dạng là màng chất lỏng dính ở bề mặt ngoài của sản phẩm Ẩm này dễ dàng được tách khỏi nguyên liệu trong quá trình sấy

- Ẩm mao quản: Dạng ẩm này không những làm ướt bề mặt ngoài của vật liệu

mà còn làm ướt bề mặt bên trong của sản phẩm, vật liệu có những lỗ nhỏ gọi là mao quản và ẩm được vận chuyển đến bề mặt ngoài của sản phẩm bằng lực mao quản trong quá trình tách ẩm

- Ẩm thẩm thấu: Ẩm này không những có ở bên ngoài bên trong sản phẩm mà còn thấm qua các phần rắn của sản phẩm Trong quá trình sấy có thể tách được ẩm dính ướt, ẩm mao quản và một phần ẩm thẩm thấu

- Ẩm liên kết hóa học: Là dạng ẩm tồn tại dưới dạng nước hidrat hóa muốn tách được dạng ẩm này phải dùng các phản ứng hóa học, hoặc sấy ở nhiệt độ cao

1.2.1.5 Các phương pháp sấy trong công nghệ thực phẩm

- Phương pháp sấy tự nhiên: Là phương pháp làm khô thực phẩm nhờ ánh sáng mặt trời trực tiếp không đốt nóng thêm hay còn gọi là phương pháp phơi

 Ưu điểm: Thực hiện dễ dàng, tận dụng được nguồn năng lượng tự nhiên

 Nhược điểm:

 Thời gian sấy kéo dài

 Quá trình sấy không ổn định do phải phụ thuộc vào thời tiết

 Không điều chỉnh được độ ẩm, vệ sinh không tốt

- Phương pháp sấy nhân tạo: Là phương pháp sấy khô thực phẩm nhờ các tác nhân sấy đã đốt nóng, hoặc khói lò thường dùng không khí nóng Các tác nhân sấy thường tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với thực phẩm, làm thực phẩm nóng lên và hút nước của nó

 Ưu điểm:

 Thời gian sấy ít kéo dài và có thể điều chỉnh được thời gian

 Ổn định không phụ thuộc vào thời tiết

 Điều chỉnh được độ ẩm cuối của sản phẩm

 Chất lượng vệ sinh được bảo đảm

 Nhược điểm:

 Tốn kém năng lượng chi phí

 Sản phẩm dễ bị bị biến màu và bị oxy hóa

Trong phương pháp sấy nhân tạo bao gồm nhiều phương thức sấy khác nhau như sấy bằng bức xạ hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần, sấy tầng sôi, sấy chân không thăng hoa

Trong quá trình sấy xảy ra sự trao đổi nhiệt và trao đổi chất giữa bề mặt nguyên liệu sấy và môi trường sấy Cơ chế thoát ẩm ra khỏi nguyên liệu sấy là quá trình khuếch tán ngoại và khuếch tán nội Khuếch tán ngoại có xảy ra thì quá trình khuếch tán nội mới xảy ra Động lực của quá trình khuếch tán ngoại là sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm

- Giai đoạn khuếch tán ngoại:

Là quá trình dịch chuyển ẩm từ bề mặt vật liệu ra môi trường không khí Động lực của quá trình khuếch tán ngoại là sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu và áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm

P = Ps - Ph Trong đó:

 Ps: là áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu

 Ph: là áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm

Lượng ẩm bay hơi được tính theo công thức:

G =.F.( Ps - Ph). (kg) Trong đó:

 : là hệ số bay hơi phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của không khí (kg/h.m2.mmhg)

 F: là diện tích bề mặt bay hơi (m2)

  : là thời gian bay hơi (h)

Như vậy để tăng lượng ẩm bay hơi trong quá trình làm khô thì có thể dùng các biện pháp sau:

 Tăng diện tích bề mặt bay hơi nên các giá hoặc khay để nguyên liệu nên làm bằng lưới để tăng khă năng bay hơi nước, hoặc có thể cắt nhỏ làm mỏng nguyên liệu để tăng khả năng tiếp xúc với tác nhân sấy

 Tăng áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu bằng cách tăng nhiệt độ nguyên liệu hoặc tăng nhiệt độ của tác nhân sấy Tuy nhiên phương pháp tăng nhiệt

độ sấy còn phải tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu

 Giảm áp suất riêng phần hơi nước của hơi nước trong không khí ẩm bằng cách làm lạnh không khí xuống dưới nhiệt độ đọng sương để tách một lượng nước trước khi vào thiết bị gia nhiệt để sấy

- Giai đoạn khuếch tán nội:

Là quá trình dịch chuyển ẩm từ bên trong ra bề mặt ngoài nguyên liệu động lực của quá trình này sự chênh lệch độ ẩm giữa bên trong và bên ngoài vật liệu

Lượng ẩm thoát ra khỏi bề mặt nguyên liệu được xác định:

Gw = - kw.f.gradC. (kg) Trong đó:

 f: là diện tích bề mặt bay hơi của vật liệu sấy (m2)

 gradC: là gradient độ ẩm

  : là thời gian sấy (h)

 - kw: là hệ số khuếch tán phụ thuộc vào dạng nguyên liệu ẩm và sự liên kết

ẩm trong nguyên liệu

1.2.1.7 Các biến đổi của vật liệu trong quá trình sấy

a Biến đổi vật lí

Trong quá trình sấy có các hiện tượng khối lượng vật liệu giảm xuống, khối lượng riêng tăng lên, thể tích bị co lại do nước trong thực phẩm bị bay hơi Nếu gọi nguyên liệu sấy ban đầu có khối lượng là G1, độ ẩm là W1, khối lượng sau sấy là G2, độ ẩm là

W2 Vì trong quá trình sấy tổng khối lượng chất khô không thay đổi nên, ta có:

G1 (100 - W1) = G2 (100 - W2)

Từ phương trình trên ta có: W= G1 – G2 = G1

2 100

2 1

W

W W

b Biến đổi hóa lý

- Khuếch tán ẩm: Trong quá trình sấy do có sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt

và bên trong vật liệu, sự chênh lệch ẩm giữa lớp không khí sát bề mặt với bề mặt của sản phẩm Mà có dòng ẩm khuếch tán từ bên trong sản phẩm ra bề mặt ngoài và dòng ẩm khuếch tán từ bề mặt sản phẩm ra lớp không khí sát bề mặt Quá trình này được thực hiện dưới tác dụng của nhiệt khuếch tán và do kết quả của sự co giãn không khí trong các mao quản, nhiệt chuyển giời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn

- Ngoài sự khuếch tán ẩm, trong quá trình sấy còn có hiện tượng chuyển pha của

ẩm từ lỏng sang hơi và có ảnh hưởng của hệ keo Có thể tạo thành lớp màng ngoài vật liệu có tính keo hạn chế sự khuếch tán ẩm

c Biến đổi hóa học

Trong quá trình sấy có thể xảy ra các phản ứng hóa học như phản ứng oxy hóa lipid, phản ứng melanoidin, phản ứng caramen…làm thay đổi màu sắc mùi vị của vật liệu sấy Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng Sau đó tốc

độ phản ứng chậm đi do hàm lượng ẩm giảm dần Trong 2 xu thế trên thường là xu thế 1 trội hơn

d Biến đổi hóa sinh

Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ của vật liệu tăng dần và chậm tạo ra hoạt đông mạnh mẽ của hệ enzym nhất là hệ enzym oxy hóa khử gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu Cho nên cần phải diệt enzym peroxydaza, polyphenoloxydaza trước khi sấy Trong giai đoạn sấy hoạt động của hệ enzym giảm dần vì nhiệt độ vật liệu cao hơn nhiệt độ hoạt động của các hệ enzym và hàm lượng nước trong sản phẩm giảm Giai đoạn sau khi sấy một số enzim nhất là enzym oxy hóa khử chưa bị vô hoạt hoàn toàn mà tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản và tới một giai đoạn

có thể phục hồi khả năng hoạt động Trong thực tế cho thấy nếu các enzym không

bị mất hoạt tính do xử lí sơ bộ hoặc do tác dụng nhiệt trong quá trình sấy có thể dẫn đến hiệu quả tạo màu, mùi của polyphenol hoặc do thủy phân lipid

e Biến đổi sinh học

- Cấu tạo tế bào: Quá trình sấy thường xảy ra hiện tượng biến tế bào sống thành

tế bào chết do nhiệt độ cao làm biến tính không thuận nghịch chất nguyên sinh và

do mất nước Tế bào vẫn có thể phục hồi về trạng thái ban đầu nhưng khả năng sinh sản giảm hẳn Ngoài ra còn làm biến đổi cấu trúc mô nhất là mô che chở và mô dẫn

- Vi sinh vật: Quá trình sấy có tác dụng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật trên bề mặt vật liệu do nhiệt độ cao và do hàm lượng nước giảm dần trong quá trình sấy

- Do hiện tượng bị ẩm cục bộ vi sinh vật vẫn có thể phát triển trong vật liệu sấy nhưng rất ít

f Biến đổi cảm quan

- Màu sắc: Quá trình sấy có thể làm giảm sắc tố hoặc mất sắc tố do tác dụng của nhiệt độ cao, nhưng giá trị tương đối thường tăng lên do nước mất đi, vì vậy cường

độ màu tăng lên Các sản phẩm sấy thường đậm màu thẫm màu do sự xảy ra các phản ứng tạo màu như caramen hóa, phản ứng melanoidin, phản ứng oxy hóa polyphenol…

- Mùi: Các sản phẩm sau sấy thường giảm mùi thơm vì một số chất thơm bị bay hơi theo ẩm và nhiệt độ cao làm phân hủy gây tổn thất đặc biệt là các chất thơm có nguồn gốc sinh học Đặc biệt trong quá trình sấy một số hương thơm được tạo thành hoặc phát huy do các phản ứng tạo mùi xảy ra trong quá trình sấy

- Vị: Do độ ẩm giảm xuống nồng độ chất tạo vị tăng lên, nên cường độ vị tăng lên nhất là vị ngọt và vị mặn Còn vị chua có thể giảm đi một cách tương đối do lượng acid bay hơi theo ẩm trong quá trình sấy

- Trạng thái: Biến đổi về trạng thái của sản phẩm trong quá trình sấy gắn liền với các biến đổi hóa lí như tăng tính đàn hồi, tính giai, độ giòn và các biến đổi về hình dạng khác như bị nứt vỡ, co bề mặt

- Về kích thước trong quá trình sấy một số sản phẩm sấy có thể bị co lại do ẩm bay hơi Sự co lại xảy ra suốt trong quá trình sấy và xảy ra không đều do lượng ẩm phân bố không đồng dều trong vật liệu Ở bề mặt có độ ẩm nhỏ sự co xảy ra nhiều hơn so với phía bên trong có độ ẩm cao hơn làm cho bề mặt sản phẩm bị cong méo

nứt nẻ thay đổi hình dạng của sản phẩm.Vật liệu bị cong về phía có độ ẩm thấp hơn, làm cho bề mặt có độ ẩm nhỏ hơn bị cong lõm xuống vì nó bị co nhiều hơn so với phía đối diện có độ ẩm lớn hơn Nguyên nhân bị cong nứt còn do không khí nóng chuyển đông quanh vật liệu không đều

1.2.1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

a Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong trường hợp sấy bằng không khí nóng thì không khí là yếu tố tác động trực tiếp lên sản phẩm nên nhiệt độ không khí có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ sấy và chất lượng sản phẩm sấy Nếu như các yếu tố khác như độ ẩm không khí, vận tốc gió… không đổi thì nhiệt độ không khí tăng thì tốc độ sấy càng nhanh nhưng nếu nhiệt độ không khí tăng quá cao thì sẽ làm cho bề mặt ngoài của sản phẩm bị cháy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đồng thời tạo thành lớp màng cứng cản trở ẩm

từ bên trong thoát ra Nhiệt độ cao cũng làm cho lipid trong nguyên liệu bị oxy hóa tạo ra các sản phẩm như andehyt, xeton làm cho sản phẩm có mùi ôi khét Ở một số sản phẩm khác nhiệt độ cao làm cho các vitamin bị oxy hóa, giảm các chất tinh dầu, các chất tạo hương thơm nên kéo theo chất lượng sản phẩm sấy bị giảm Vì vậy cần phải chọn nhiệt độ sấy sao cho thích hợp Quan hệ giữa lượng nước bay hơi và nhiệt

độ sấy:

dT

dw

= k(t1 – t2) Trong đó:

 W: lượng nước khuếch tán ra (kg)

 T: thời gian sấy (giờ)

 k: hệ số bay hơi

 t1: nhiệt độ sấy (0C)

 t2: nhiệt độ nguyên liệu ban đầu (0C)

b Ảnh hưởng của tốc độ gió và hướng gió

Nếu vận tốc gió quá lớn thì tốc độ bốc hơi ẩm sẽ nhanh nhưng kèm theo đó tốc

độ gió quá lớn sẽ cuốn theo các chất thơm, tinh dầu và các chất dễ bay hơi khác

theo làm giảm chất lượng sản phẩm sấy Còn nếu vận tốc gió quá nhỏ thì sẽ không vận chuyển được lượng ẩm bay hơi từ bề mặt nguyên liệu dẫn đến tốc độ sấy bị chậm Do đó cần chọn tốc độ gió sao cho thích hợp

c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí là nhân tố ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sấy Theo:  P = Ps - Ph

Khi độ ẩm không khí nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí càng nhỏ dẫn đến động lực sấy P tăng làm cho tốc độ sấy nhanh và ngược lại Theo thực nghiệm cho thấy nếu độ ẩm không khí tăng hơn 65% thì tốc độ sấy giảm rõ rệt và nếu độ ẩm lớn hơn 80% thì quá trình sấy dừng lại và xảy ra sự hút ẩm trở lại của nguyên liệu sấy Độ ẩm không khí nhỏ thì tốc độ sấy nhanh nhưng nếu quá nhỏ thì sẽ tạo thành lớp màng cứng ngoài bề mặt nguyên liệu cản trở quá trình bay hơi ẩm nên lại làm giảm tốc độ sấy

d Ảnh hưởng của kích thước và bản chất của nguyên liệu

Nguyên liệu có kích thước càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh và ngược lại Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh và tốc độ làm khô nguyên liệu

tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt và tỷ lệ nghịch với độ dày của nguyên liệu

Trong đó:

 σ: Độ dày của nguyên liệu

 B: hệ số bay hơi

 S: Biện tích bề dày bay hơi nước đặc trưng của nguyên liệu

Bản chất của nguyên liệu cũng ảnh hưởng không nhỏ tới tới tốc độ sấy, nguyên liệu có liên kết ẩm với các thành phần khác lỏng lẻo kém bền thì tốc độ bay hơi ẩm nhanh, thời gian sấy ngắn Còn nguyên liệu có lượng ẩm lớn và liên kết chặt chẽ thì tốc độ bay hơi ẩm chậm, thời gian sấy kéo dài

e Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm

Quá trình ủ ẩm có mục đích làm cho quá tình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có tốc độ thích hợp với nhau Thời gian ủ ẩm trong quá trình sấy gọi là thời gian gián đoạn sấy Trong quá trình sấy sự khuếch tán ngoại xảy ra thì khuếch tán nội mới xảy ra Nếu cường độ khuếch tán ngoại lớn hơn cường độ khuếch tán nội thì bề mặt nguyên liệu sấy sẽ bị tạo màng cứng cản trở quá trình thoát ẩm Do đó khi cường độ khuếch tán ngoại lớn hơn cường độ khuếch tán nội thì phải hạn chế cường độ khuếch tán ngoại bằng cách tiến hành ủ ẩm

Quá trình ủ ẩm rút ngắn được thời gian sấy (không tính thời gian ủ ẩm), nâng cao được hiệu quả sử dụng thiết bị Thời gian ủ ẩm dài hay ngắn phụ thuộc vào hàm lượng nước có trong nguyên liệu, kích thước nguyên liệu, điều kiện sấy Nếu thời gian ủ ẩm không được quá dài hoặc quá ngắn Nếu quá ngắn sẽ không đủ để cân bằng lại cường độ khuếch tán nội và khuếch tán ngoại, còn nếu quá dài sẽ làm quá trình sấy bị gián đoạn quá lâu làm cho nguyên liệu bị hư hỏng hoặc hút ẩm trở lại

trong quá trình sấy

1.2.2 Tổng quan về phương pháp sấy phun[10]

- Sấy phun là một trong những công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng sấy một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản, dễ dàng kiểm soát nhiệt độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác

- Thiết bị sấy phun dùng để sấy các dạng dung dịch và huyền phù trong trạng thái phân tán nhằm tách ẩm ra khỏi vật liệu giúp tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được lâu hơn

- Sản phẩm của quá trình sấy phun là dạng bột mịn như bột đậu nành, bột trứng, bột sữa,… hoặc các chế phẩm sinh học, dược liệu…

1.2.1.1 Nguyên lý của phương pháp sấy phun[1]

Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù

đã được cô đặc trước (40 – 60% ẩm) được phun để hình thành những giọt mịn, rơi vào trong dòng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150 -

3000C trong buồng sấy lớn Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng

Ngoài ra, đối với dịch sáy có nồng độ chất khô thấp, để hỗ trợ cho quá trình sấy phải bổ sung thêm các chất trợ sấy Một số loại chất trợ sấy thông dụng:

Bảng 1.2 Ảnh hưởng của chất trợ sấy đến quá trình sấy và tính chất cảm

quan của sản phẩm

Chất trợ sấy Các thông số

Nhận xét cảm quan bột

- Màu trắng, hơi nâu

- Mùi thơm đặc trưng

- Trang thái dịch trong hơn

1.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

- Nồng độ chất khô của nguyên liệu

 Nồng độ cao: Giảm được thời gian bốc hơi nhưng lại tăng độ nhớt của nguyên liệu, gây khó khăn cho quá trình sấy phun

 Nồng độ thấp: Tốn nhiều thời gian và năng lượng cho quá trình

 Thực tế nồng độ vào khoảng: 45- 52%

- Nhiệt độ tác nhân sấy:

Đây là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun Khi cố định thời gian sấy, độ ẩm của bột sản phẩm thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ tác nhân sấy Tuy nhiên, việc gia tăng nhiệt độ cao có thể gây phân hủy một số cấu tử trong nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng mức tiêu hao năng lượng cho toàn bộ quá trình

- Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong buồng sấy

- Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy phun là tốc độ bơm đưa dòng nguyên liệu vào cơ cấu phun sương, lưu lượng không khí nóng vào buồng sấy, cấu tạo và kích thước buồng sấy…

1.2.1.3 Phân loại thiết bị sấy phun

- Phân loại theo chiều của tác nhân sấy :

Hình 1.1 Phân loại thiết bị theo chiều của tác nhân sấy

a- Cùng chiều; b- Ngược chiều; c- Kết hợp

- Phân loại theo cấp độ sấy:

 Sấy một cấp

 Sấy hai cấp

1.2.1.4 Ưu và nhược điểm của công nghệ sấy phun

- Ưu điểm

 Quá trình sấy nhanh

 Có thể điều khiển được tỷ trọng sản phẩm

 Bột sau khi sấy có độ hòa tan cao (90 - 100%), độ ẩm thấp (3 - 4%)

 Vận hành liên tục và có thể tự động hóa hoàn toàn

 Chi phí nhân công thấp

 Vận hành và bảo dưỡng đơn giản

 Thiết kế đa dạng cho từng loại sản phẩm, từng loại qui mô nhà máy

 Áp dụng được cho các sản phẩm bền nhiệt và không bền nhiệt, nguyên liệu

ở dạng dung dịch, gel, paste, hồ vữa, huyền phù…

 Chất lượng bột được bảo đảm trong suốt quá trình sấy

 Vật liệu hầu như không tiếp xúc với bề mặt kim loại của thiết bị

- Nhược điểm

 Chi phí đầu tư cao

 Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để đảm bảo nguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo giọt lỏng

 Chi phí năng lượng cao hơn (để tách ẩm)

 Thất thoát các chất dễ bay hơi cao hơn

1.2.3 Tình hình sản xuất bột hòa tan từ nguyên liệu rau quả[9], [10], [13], [14], [19]

Nền kinh tế nước ta đang phát triển nên nhu cẩu của người tiêu dùng về thực phẩm, thức uống cũng tăng cao cả về chất và lượng

Xu hướng lựa chọn sản phẩm hiện nay của người tiêu dùng đang có sự thay đổi Những sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, mang tính tiện lợi đang rất được người tiêu dùng chú ý Trong đó bột hòa tan từ rau quả là một sản phẩm có thế mạnh

Bột hòa tan giải khát là sản phẩm bột được hòa tan vào nước uống liền nhằm phục vụ cho mục đích giải khát của con người Bột hòa tan có những đặc tính nổi bật như sau:

- Tính lưu động tốt và hòa tan trong nước

- Thời gian bảo quản dài hơn trái cây tươi

- Dễ dàng cho giao thông vận tải do dạng bột

- Được làm từ trái cây theo mùa, đảm bảo sự tươi ngon và dinh dưỡng

- Kiểm soát vi sinh phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia

Bột hòa tan từ các loại trái cây, ngoài chức năng giải khát, chúng còn có thêm chức năng như có thể phòng, chữa một số bệnh và bồi bổ cơ thể Ở nước ta, các loại

bột hòa tan rất được ưa chuộm Chính vì thế mà các sản phẩm bột hòa tan đang được các doanh nghiệp đầu tư phát triển sản xuất

Ví dụ như quy trình sản xuất bột chanh dây hòa tan

Sơ đồ quy trình sản xuất bột chanh dây

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình sản xuất bột chanh dây

Chọn lựa- phân loại

Thuyết minh quy trình

- Chọn lựa - phân loại

Thường chọn quả chanh dây có vỏ ngoài hơi nhăn, bề mặt sần sùi, màu da hơi sạm một ít Lúc đó, quả chanh dây sẽ có vị chua thanh, ngọt dịu Nếu chọn quả quá tươi, sản phẩm chế biến có vị chua gắt

Do thời gian bảo quản của quả chanh dây có hạn (khoảng 5 - 7 ngày) nên cần chọn ra những trái chín để chế biến trước, loại ra những quả dập hoặc chín quá mức Chọn mua những quả cùng lứa, tương đối đồng đều về kích thước và thành phần hoá học để tính chất sản phẩm ổn định hơn

- Rửa – Tách ruột quả

Nếu không rửa sạch, các tạp chất như bụi, đất cát, thuốc trừ sâu, có thể lẫn vào khối ruột quả và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm

Sau khi rửa sạch, dùng dao cắt quả ra làm đôi, dùng muỗng cạo lấy khối ruột quả màu vàng (bao gồm cả hạt) bên trong vỏ quả, lấy luôn cả các phần xơ ở gần vỏ Quả càng chín càng dễ tách ruột quả Giai đoạn này nên tiến hành càng nhanh càng tốt để hạn chế sự mất mát Vitamin C và các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả

- Chỉnh pH

Mục đích: Chỉnh khối pH của khối ruột quả đến giá trị thích hợp để tạo điều

kiện cho enzym pectinase hoạt động tốt

Thực hiện: Dịch chanh dây ban đầu có độ pH khoảng 2,7 - 3,2 Thêm từ từ dung dịch

Na2CO3 10% bằng ống nhỏ giọt để hiệu chỉnh pH của thịt quả về khoảng 4,0 - 4,5 Các axit hữu cơ trong chanh dây sẽ phản ứng với dung dịch Na2CO3 tạo ra CO2 làm cho khối lượng thịt quả sủi bọt khí rất mạnh Cần chú ý để tránh tổn thất ở giai đoạn này

- Thuỷ phân pectin

Mục đích: Phân cắt chuỗi pectin trong khối thịt quả thành những đơn vị ngắn

hơn nhằm làm giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, tách hạt được dễ dàng và tăng năng suất thu nhận dịch quả trong quá trình lọc

Thực hiện: Sau khi chỉnh về pH thích hợp, cho enzym pectinase vào dịch quả

với hàm lượng 0,25% và ủ ở nhiệt độ 40 - 450C trong thời gian 3 giờ Trong khi ủ nên đậy kín, thỉnh thoảng khuấy hoặc lắc đều để thúc đẩy quá trình tách

Do nhiệt độ thuỷ phân tương đối thấp nên màu sắc và mùi vị của dịch chanh dây thay đổi không đáng kể

- Lọc

Mục đích: Tách hạt và các phần bã có kích thước lớn ra khỏi dịch quả, làm trong

dịch quả , tránh ảnh hưởng xấu đến quá trình sấy phun sau này

Thực hiện: Dùng vải mịn hoặc khăn nhiều lớp xếp lên phễu lọc rồi rót dịch quả

lên phía trên

- Pha loãng

Mục đích: Điều chỉnh dịch quả đến nồng độ chất khô thích hợp để tăng hiệu suất

thu hồi cho quá trình sấy

Thực hiện: Thêm dịch nước cất vo dịch quả sau lọc để đưa dịch quả từ hàm

lượng chất khô ban đầu (khoảng 16%) về độ khô 8%, tức tỷ lệ dịch quả và nước cất

l : 1 Các biến đổi xảy ra không đáng kể, chủ yếu là biến đổi về màu sắc và mùi vị dịch quả càng giảm

- Phối trộn

Mục đích: Trộn thêm chất độn hay chất mang vào dịch quả để vừa làm tăng hàm

lượng chất khô, giảm chi phí cô đặc, vừa tạo nên cẩu trúc dạng bột mịn cho sản phẩm, tăng hiệu suất thu hồi của quá trình sấy Ngoài ra ở giai đoạn này cũng có thể phối trộn thêm chất bảo quản, chất màu, hương liệu để tăng thêm chất lượng cho sản phẩm

Thực hiện: Trộn maltodextrin vào dịch quả trước khi sấy, tỷ lệ lượng maltodextrin

và dịch quả sau pha loãng là 3 : 10

- Sấy phun

Mục đích: Nhằm cấp nhiệt để làm bốc hơi nhanh lượng nước trong dung dịch

sau phối trộn, tạo ra sản phẩm dạng bột mịn (không cần nghiền) với độ hút ẩm thấp, bảo quản được lâu

Dùng thiết bị phun để thực hiện quá trình sấy phun dịch chanh

- Giai đoạn hoàn thiện

Mục đích: Phối trộn thên đường và các phụ gia cần thiết để tăng thêm mùi vị cho

sản phẩm, tạo sự hấp dẫn cho sản phẩm

Thực hiện: Trước hết là trộn đường saccaroza vào để tăng vị ngọt cho bột sấy

Đường thường được xay nhuyễn rồi mới đem phối trộn Ngoài ra, có thể bổ sung

chất mùi, vitamin, để tăng thêm chất lượng sản phẩm

- Sản phẩm

Hình 1.3 Bột chanh dây hòa tan

Sản phẩm bột chanh dây thu được có cấu trúc mịn, độ ẩm thấp (<5%), màu vàng tươi, mùi thơm và vị chua đặc trưng, phân bố tốt trong nước tạo thành dịch pure chanh dây với màu sắc và mùi vị tương tự như pure quả tươi

Ngoài ra còn một số sản phẩm nổi bật trên thị trường như:

Bột dinh dưỡng hoa quả

Hình 1.6 Sản phẩm bột dinh dưỡng hoa quả

- Nguyên liệu: Đường, dextrose (đường Hoa quả), 2,7% chiết xuất râm bụt, bột

hoa chanh rừng, chanh và cam, axit citric, hương vị táo, chanh tự nhiên, vitaminC

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.1.2 Nguyên liệu phụ

2.1.2.1 Mantodextrin

Mantodextrin là chất trợ sấy trong thực phẩm Ngoài ra, mantodextrin góp phần tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

Là sản phẩm dạng bột mịn, màu trắng, không mùi, tan hoàn toàn trong nước, có

độ ẩn 6 – 7% Sử dụng mantodextrin có xuất xứ từ Trung Quốc

2.1.2.2 Đường saccaroza

- Đường saccaroza giúp tạo vị ngọt cho sản phẩm, còn góp phần làm tăng hàm lượng chất khô, cung cấp năng lượng cho cơ thể Đường sử dụng là đường tinh luyện cao cấp được sản xuất bởi công ty Cổ phần đường Biên Hòa nên đảm bảo về chất lượng

- Đường saccaroza phải tuân theo TCVN 1695 - 87

- Vitamin C ở dạng bột và tinh khiết

- Yêu cầu đối với vitamin C: độ tinh khiết ≥ 99,8%, độ ẩm ≤12%

- Tác dụng của vitamin C: làm tăng giá trị dinh dưỡng, là chất ổn định màu, chất chống oxi hóa cho sản phẩm

- Vitamin C là chất chống oxi hóa mạnh và do đó vitamin C được bổ sung vào trong thực phẩm giúp ổn định màu, đồng thời còn làm tăng giá tị dinh dưỡng cho thực phẩm

2.1.2.4 Vật liệu và phương pháp bao gói

Vật liệu bao gói: Bao PA

PA (polyamide) được trùng ngưng từ hai cấu tử là diaxit và diamin PA có đặc tính chịu được dầu mỡ Có khả năng chống thấm khí, thấm ẩm

Được sử dụng để bao gói các loại thực phẩm, bảo quản thực phẩm tránh tác động của môi trường

Phương pháp bao gói: Sử dụng phương pháp hút chân không (37%) Phương pháp này hạn chế được các biến đổi diễn ra trong quá trình bảo quản

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích lý - hóa

- Xác định hàm ẩm của nguyên liệu theo phương pháp sấy[Phụ lục 1]

- Xác định thành phần khối lượng của nguyên liệu bằng phương pháp cân trọng lượng

- Xác định hàm lượng khoáng của nguyên liệu bằng phương pháp nung[Phụ lục 2]

- Xác định pH của nguyên liệu (Sử dụng máy đo pH WimLab Đức của Phòng thí nghiệm Trung tâm Thí nghiệm Thực hành)[Phụ lục 3]

- Xác định hàm lượng chất khô bằng khúc xạ kế hiện số WM – 7

2.2.2 Phương pháp phân tích cảm quan

Đánh giá chất lượng sản phẩm Bột hòa tan Quất – Bạc hà theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215 - 79: Sản phẩm thực phẩm – Phân tích cảm quan – Phương pháp cho điểm[Phụ lục 4]

2.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh

Xác định số lượng tế bào vi sinh vật trong mẫu sản phẩm bằng phương pháp nuôi cấy và đếm số khuẩn lạc

- Sử dụng các thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm:

 Máy sấy phun LabPlant SD – 05