Khảo sát một số yếu tố bản ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu như nồng độ dung dịch thẩm thấu, loại nguyên liệu, kích thước nguyên liệu Quan sát sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình ngâm đường. Tránh lượng nước trong nguyên liệu thoát ra làm ảnh hưởng đến nồng độ ban đầu của dung dịch thì thời gian ngâm nguyên liệu phải tương đối lâu. Nồng độ dung dịch không bị giảm nhiều so với nồng độ ban đầu vì khi sử dụng một lượng dung dịch lớn hơn nhiều so với lượng nguyên liệu cho vào.
Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Bài HIỆN TƯỢNG THẨM THẤU I- MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: - Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình thẩm thấu nồng độ dung dịch thẩm thấu, loại nguyên liệu, kích thước nguyên liệu - Quan sát biến đổi thực phẩm trình ngâm đường II- NGUYÊN LIỆU: - Đường sucrose (đường tinh luyện RE) - Củ cải trắng III- TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: - Cố định nồng độ dung dịch ngâm 30%, thay đổi kích thước nguyên liệu củ cải trắng - Pha dung dịch đường có nồng độ 30% sau kiểm tra lại độ xác Brix kế - Cắt rau (củ cải trắng) thành hình trụ với đường kính từ 1-2cm chiều cao 3cm - Cân để lựa chọn mẫu có khối lượng gần nhau, ghi xác khối lượng mẫu trước ngâm - Phân tích độ ẩm, độ Brix ban đầu nguyên liệu trước ngâm - Cho mẫu vào dung dịch đường với tỷ lệ 1kg mẫu/5lít dung dịch Gài nén bề mặt dụng cụ ngâm nhằm đảm bảo mẫu ngâm ngập hoàn toàn dung dịch đường - Ứng với nồng độ đường dung dịch ngâm sau 30 phút ngâm lấy mẫu/nồng độ đường (hay loại nguyên liệu) Rửa nhanh mặt mẫu để loại đường bám dùng giấy thấm khô bề mặt mẫu - Cân khối lượng mẫu sau nghiền nát vắt lấy nước dịch đo nồng độ chất khô hòa tan dung dịch chiết quang kế - Dừng thí nghiệm thay đổi đáng kể chất khô hòa tan mẫu ngâm IV- BÁO CÁO KẾT QUẢ: Các thông số ban đầu: - Độ Brix = 3,6 độ ẩm = 96,4% Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Kết thí nghiệm: Với nồng độ đường 40% Mẫu Khối Sự thay đổi khối lượng độ Brix theo thời gian ngâm (phút) lượng 30 60 90 120 150 180 ban KL Brix KL Brix KL Brix KL Brix KL Brix KL Brix đầu Kích thước lớn (g) 11,1 9,6 8,4 11,67 7,71 11,2 10,92 7,13 11,4 11,28 8,05 13 11,87 7,95 12,2 11,18 7,57 11,5 11,34 7,51 13,2 12,64 10,08 10,2 11,99 8,65 10 11,52 7,87 10,8 11 11,43 8,95 10,2 12 12,31 10,4 12,2 13 11,51 10,21 8,9 14 11,70 10,23 9,4 15 11,17 9,71 11,6 16 11,81 7,64 10,78 17 12,34 9,97 12,8 18 10,86 7,83 11,2 Kích thước nhỏ 19 6,39 5,15 11 20 6,69 5,74 10,8 21 7,04 5,6 12 22 6,54 5,61 11,6 23 6,97 4,49 14,6 24 6,84 4,33 14,2 25 6,32 4,11 15,2 26 6,97 4,62 14,1 27 6,87 4,93 14 28 6,33 4,55 13,4 29 7,05 4,7 14,2 30 7,14 6,21 10,2 31 6,97 4,69 13,2 32 6,6 4,89 11,2 33 7,17 4,76 11,2 34 6,92 4,95 14,2 35 7,22 5,63 12,4 36 7,07 4,79 14,1 Tính toán xử lí kết Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 - Khối lượng ẩm đi/g nguyên liệu tươi ( WLt) WL t ( wo − wt ) + ( st − so) = w o - Tốc độ ẩm(g/g.phút) WL t t = ( wo − wt ) + ( st − so ) w x 1/t o - Sự gia tăng chất tan/100g nguyên liệu(SGt) SG t ( st − s o ) = w o Thí dụ: Ở 30 phút đầu lấy mẫu 1;13;14 có kích thước lớn nồng độ 40% có kết sau: - Tính khối lượng ẩm đi/g nguyên liệu tươi ( WLt) WL (1) = ( wo − wt ) + ( st − so ) = (11.1 − 9.6) + ((9.6 x0.84) − (11,1x0.036)) = 0,1717 11,1 w ( w − w ) + ( s − s ) (11,51 − 10,21) + ((10,21x0.89) − (11,51x 0.036)) = = 0,1558 WL (13) = 11,51 w t o o t t o t o ( wo − wt ) + ( st − so ) WLt (14) = w o WL t = (11,70 − 10,23) + ((10,23x 0.94) − (11,70 x0.036)) = 0.1718 11.70 0,1717 + 0,1558 + 0,1718 = 0,1665 = - Tốc độ giảm ẩm (g/g.phút) WL t t = 0,1665 = 0.0056 30 - Sự gia tăng chất tan/100g nguyên liệu(SGt) SG (1) = ( st − s o ) w t = o SG (13) = ( st − s o ) w t o SGt (14) = = (10,21x0.89) − (11,51x0.036) = 0,0429 11,51 ( st − s o ) w o SG t = (9,6 x0.84) − (11,1x0.036) = 0,0366 11,1 = (10,23x 0.94) − (11,70 x0.036) = 0,0462 11,70 0,0366 + 0,0429 + 0,0462 = 0,0419 Các mẫu lại tính toán tương tự ta thu kết tổng hợp bảng sau: Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 + Kích thước lớn: Thông số Độ giảm khối lượng 0 Độ giảm ẩm WL Độ tăng chất tan SG Thời gian ngâm (phút) 30 60 90 120 150 180 1,4233 2,1667 2,76 3,07 3,9133 3,86 0,234 0,284 0,1665 0,3225 0,3725 0,384 0,051 0,055 0,0419 0,0469 0,0391 0,0426 + Kích thước nhỏ: Thông số Độ giảm khối lượng 0 Độ giảm ẩm WL Độ tăng chất tan SG Thời gian ngâm (phút) 30 60 90 120 150 180 1,04 1,41 1,8767 2,0633 2,3467 2,38 0,406 0,2094 0,2642 0,3267 0,359 0,3992 0,057 0,052 0,054 0,061 0,0599 0,057 * Đồ thị thể biến đổi, độ giảm ẩm độ tăng chất tan (tăng đường) mẫu theo thời gian ứng với kích thước nguyên liệu Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 * Qui luật thẩm thấu dựa tốc độ giảm ẩm tăng chất tan tính công thức nêu trên: Thẩm thấu xảy nhanh tốc độ giảm ẩm cao độ tăng chất tan lớn * Xác định hệ số khuyếch tán Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Từ đồ thị ta tìm hệ số góc S : + Nguyên liệu có kích thước nhỏ là: S1 = 0,0009 + Nguyên liệu có kích thước lớn là: S2 = -0,0007 + Đối với nguyên liệu có kích thước nhỏ: I Ta có: S= − D ∞2 R Nếu R = 1cm =0,01 m, S1 = 0,0009 D = - R2 *S/I 2∞ = - (0,01)2*0,0009/(2,4048)2 = -1.5563 x 10-8 m2/s + Đối với nguyên liệu có kích thước lớn: Nếu R = 1cm =0,01 m, S2 = -0,0007 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 D = - R2 *S/I 2∞ = - (0,01)2*(-0,0007)/(2,4048)2 = 1.2104 x 10-8 m2/s Vậy hệ số khuyếch tán D mẫu có bán kính 1cm nồng độ đường ngâm 40%, nguyên liệu có kích thước nhỏ là: -1.5563 x 10-8 m2/s nguyên liệu có kích thước lớn là: 1.2104 x 10-8 m2/s V- TRẢ LỜI CÂU HỎI: Lí ngâm mẫu dung dịch đường với tỉ lệ 1kg : lít dung dịch ? Trả lời: Để tránh lượng nước nguyên liệu thoát làm ảnh hưởng đến nồng độ ban đầu dung dịch thời gian ngâm nguyên nhiệu phải tương đối lâu Nồng độ dung dịch không bị giảm nhiều so với nồng độ ban đầu sử dụng lượng dung dịch lớn nhiều so với lượng nguyên liệu cho vào Xác định khối lượng mẫu trước sau thời gian ngâm có ý nghĩa ? Trả lời: Có thể so sánh tốc độ thẩm thấu ngâm mẫu hai dung dịch đường có độ Brix khác khoảng thời gian xác định khối lượng mẫu trước sau thời gian ngâm để tính toán thay đổi khối lượng, độ ẩm, mẫu theo thời gian Thông qua tốc độ ngấm đường vào nguyên liệu nên xác định tốc độ truyền khối thực phẩm Giải thích lý biến đổi khối lượng, nước đường ? Trả lời: Khối lượng giảm, lượng nước giảm, lượng đường tăng lên ngâm củ cải trắng vào dung dịch nước đường Là kết trình thảm thấu Đường di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp (Từ dung dịch đường vào nguyên liệu.), đồng thời nước di chuyển từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (Từ nguyên liệu môi trường.) để cân nồng độ chất tan dung dịch thẩm thấu nguyên liệu Kết lượng nước nguyên liệu giảm, lượng đường nguyên liệu tăng khối lượng nguyên liệu giảm lượng đường thẩm thấu vào nhỏ lượng nước ra, đường có phân tử lượng lớn Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 kích thước lớn nước phân tử đường thay phân tử nước nguyên liệu * Trong biến đổi này, biến đổi chính, biến đổi phụ thuộc, biến đổi có xảy đồng thời không ? Trả lời: Trong biến đổi biến đổi khối lượng, hình dạng phụ thuộc biến đổi lượng nước, nồng độ đường Các biến đổi xảy đồng thời trình thẩm thấu Tiền đề cho biến đổi khối lượng nguyên liệu biến đổi khối lượng nước đường Biến đổi hình dạng sản phẩm trình thí nghiệm ? Lý ? Trả lời: Mẫu củ cải bị teo nhỏ từ từ ngâm dung dịch ưu trương suốt trình thí nghiệm Nguyên nhân nồng độ đường mẫu củ cải thấp môi trường, hình dạng sản phẩm bị teo nhỏ lại nước di chuyển từ mẫu môi trường dẫn đến tượng nước (Co nguyên sinh.) Ảnh hưởng thay đổi kích thước thay đổi nồng độ đường ngâm đến tốc độ truyền khối ? Trả lởi: Tốc độ truyền khối chậm lại, kích thước nhỏ mỏng tốc độ truyền khối nhanh kích thước nguyên liệu dày lớn Tốc độ truyền khối nhỏ nồng độ đường thấp Tốc độ truyền khối lớn nồng độ đường cao chênh lệch áp suất thẩm thấu lớn Trong trường hợp mẫu có đường kính chiều dài thay đổi tốc độ truyền khối điều kiện ngâm có khác không ? sao? Trả lời: Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Trong trường hợp mẫu có đường kính chiều dài thay đổi tốc độ truyền khối điều kiện ngâm có khác Vì khuếch tán theo phương vuông góc (Xuyên tâm.) ... Kích thước nhỏ 19 6, 39 5,15 11 20 6, 69 5,74 10,8 21 7,04 5 ,6 12 22 6, 54 5 ,61 11 ,6 23 6, 97 4,49 14 ,6 24 6, 84 4,33 14,2 25 6, 32 4,11 15,2 26 6,97 4 ,62 14,1 27 6, 87 4,93 14 28 6, 33 4,55 13,4 29... (10,21x0.89) − (11,51x0.0 36) = 0,0429 11,51 ( st − s o ) w o SG t = (9 ,6 x0.84) − (11,1x0.0 36) = 0,0 366 11,1 = (10,23x 0.94) − (11,70 x0.0 36) = 0,0 462 11,70 0,0 366 + 0,0429 + 0,0 462 = 0,0419 Các mẫu... 14 28 6, 33 4,55 13,4 29 7,05 4,7 14,2 30 7,14 6, 21 10,2 31 6, 97 4 ,69 13,2 32 6, 6 4,89 11,2 33 7,17 4, 76 11,2 34 6, 92 4,95 14,2 35 7,22 5 ,63 12,4 36 7,07 4,79 14,1 Tính toán xử lí kết Bài phúc