Báo cáo công nghệ chế biến nhóm 17 Trà hòa tan

MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU Từ xa xưa, người sử dụng trà thức uống hàng ngày Trà sử dụng rộng rãi giới, thông dụng tớ mức xếp sau nước lọc Nước trà có mùi hương đặc trưng, vị đắng chát lưu lại hậu vị Uống nước trà giúp tăng cường hoạt động hệ thần kinh,gây hưng phấn,sảng khoái, xua tan mệt mỏi Theo nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh bên cạnh chức giải khát trà có tác động tích cực đến sức khỏe người Thành phần trà có chứa caffein số alkaloid kích thích hệ thần kinh trung ương giúp giảm mệt mỏi, căng thẳng Hỗn hợp tannin có tác dụng chữa số bệnh đường ruột tả, lỵ, thương hàn Nhiều người sử dụng nước trà để chữa bệnh sỏi thận, sỏi bàng quang chảy máu dày Ngoài trà nét đẹp văn hóa nhiều quốc gia giới như: Nhật Bản, Việt Nam, Trung Quốc, biểu tượng cho tịnh, cao quý đời sống người Tại nhiều nước, sống gấp gáp bộn bề khiến việc dành thời gian cho tách trà xanh truyền thống trở nên khó khăn, nắm bắt tình hình sản phẩm bột trà hòa tan đời Trải qua nhiều công đoạn trà tươi chuyển thành dạng bột tiện lợi việc pha chế bảo quản Trà hòa tan bước đột phá lớn công nghệ sản xuất trà đem đến cách dùng trà phù hợp với nhịp sống ngày nay, đồng thời mang nghệ thuật trà đến gần với người đặc biệt lớp trẻ sử dụng thức uống đạm Trong tiểu luận, chúng em trình bày cụ thể quy trình sản xuất bột trà hòa tan thiết bị sử dụng Bài tiểu luận thực hướng dẫn thầy Lê Văn Việt Mẫn với tham gia tất thành viên nhóm Dù cố gắng tiểu luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót Nhóm chúng em mong nhận góp ý từ thầy bạn để tiểu luận hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Nhóm sinh viên thực I Tổng quan trà Trà hay gọi chè, sản phẩm hay búp trà (Camellia sinensis) làm khơ Dịch trích trà nước nóng gọi nước trà Cây trà nằm hệ thống phân loại thực vật sau: : Ngành: Hạt kín Angiospermae Lớp: Song tử diệp Dicotyledonae Bộ: Trà Theales Họ: Trà Theaceae Chi : Trà Camellia (Thea) Lồi : Camellia (Thea) sinensis Hình 1.1 Lá trà Camellia sinensis Tên khoa học trà nhiều nhà khoa học công nhận là: Camellia sinensis (L) O Kuntze có tên đồng nghĩa là: Thea sinensis L (1935- Hội nghị quốc tế thực vật) Với nhu cầu sử dụng ngày rộng rãi, trà trồng nhiều nơi giới, đặc biệt Việt Nam, nơi có truyền thống uống trà lâu đời Nước ta trồng nhiều giống trà có cũ có mới, phổ biến loại sau: trà Trung Quốc to (Camellia sinensis var macrophylla) trà Shan (Camellia sinensis var Shan) I.1 • • • • • • Trà Trung Quốc to (Camellia sinensis var macrophylla) Thân gỗ nhỏ cao tới 5m điều kiện sinh trưởng tự nhiên Lá to trung bình, chiều dài 12 – 15 cm, chiều rộng – cm, màu xanh nhạt, bóng, cưa sâu khơng đều, đầu nhọn Có trung bình – đơi, gân rõ Năng suất cao, phẩm chất tốt Được trồng nhiều tỉnh trung du với tên gọi địa phương (tùy theo màu sắc lá) như: Trung du xanh, Trung du vàng, Tỷ lệ trồng giống trà trung du miền bắc đạt tới 70% Năng suất búp sản xuất đại trà trà – 19 tuổi thường đạt – tấn/ha Các giống trà Trung du chịu đất xấu, nhiều sâu hại : rầy xanh, bọ cánh tơ…, vùng cao thường bị bệnh phồng Trà Trung du thường để chế biến trà xanh, trà đen cho phẩm chất tốt Hình 1.2 Trà Trung Quốc Trà Shan (Camellia sinensis var Shan) Thân gỗ, cao từ đến 10 m Lá to dài 15 – 18 cm màu xanh nhạt, đầu dài, cưa nhỏ dày Tơm trà có nhiều lơng tơ, trắng mịn trơng tuyết, nên gọi trà tuyết Có khoảng 10 đơi gân • Có khả thích ứng điều kiện ấm ẩm, địa hình cao, suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt • Được trồng miền núi tỉnh miền bắc miền nam Tây Nguyên (Lâm Đồng) Ở địa phương có giống khác như: Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan I.2 • • • • Trấn Ninh,… Năng suất búp thường đạt – tấn/ha Búp trà có nhiều tuyết, dùng chế biến trà xanh, trà đen cho phẩm chất tốt thích hợp với chế biền trà xanh Hình 1.3 Trà Shan II Nguyên liệu 2.1 Nguyên liệu chính: TRÀ ĐEN II.1.1 Loại nguyên liệu: Nguyên liệu để chế biến trà hòa tan gồm trà xanh trà đen vụn, trà già, trà thứ phẩm khơng đòi hỏi ngoại hình đẹp Việc tận dụng vụn trà góp phần giảm chi phí ngun liệu cho nhà sản xuất Trà hồ tan có dạng bột tơi xốp, mịn, gồm hạt nhỏ, màu vàng nhạt (trà xanh), nâu nhạt (trà đen) thành phần nguyên liệu đầu vào Trong sản xuất nguyên liệu dùng phổ biến trà bán thành phẩm hay trà thành phẩm từ quy trình sản xuất trà đen Trà đen loại trà lên men hoàn toàn, enzyme tạo điều kiện tối ưu đảm bảo trình lên men triệt để Trà đen thích hợp cho việc chế biến trà hòa tan màu sắc sản phẩm khơng thay đổi nhiều q trình trích ly sấy Loại nguyên liệu từ trà đen cho nước pha trà hòa tan có màu nâu đỏ Hình 2.1 Trà đen II.1.2 Thành phần hóa học Bảng 2.1 Thành phần hóa học trà đen Thành phần Epi-gallocatechin gallate Epi-gallocatechin % Khối lượng chất khô Thành phần % Khối lượng chất khô 4.6 Malonic acid 0.02 1.1 Succinic acid 0.1 Epi-catechin gallate 3.9 Malic acid 0.3 Epi-catechin 1.2 Acnitic acid 0.01 Flavonol glycoides Vết Citric acid 0.8 Bisflavanols Vết Lipids 4.8 Theaflavins Theaflavic acid Thearubigins Caffeine Theobromine Theophylline Gallic acid Chlorogenic acid Oxalic acid 2.6 Monosaccharides Vết Pectin 35.9 Polysaccharides 7.6 Peptides 0.7 Theanine 0.3 Amino acid khác 1.2 Potasium 0.2 Khoáng 1.5 Volatiles (Theo Graham (1984) ) 6.9 0.2 4.2 6.0 3.6 3.0 4.8 4.7 0.01  THEAFLAVINS (TFs) • Thành phần TFs trà đen chiếm khoảng 2.6 % khối lượng chất khô Trong trà đen có loại TFs gồm theaflavin, theaflavin 3-gallte, theaflavin 3’-gallte, theaflavin -3, 3’-gallte Hình 2.2 Theaflavin • Các Theaflavins tạo thành oxy hóa hợp chất quinon Dưới tác dụng enzyme polyphenoloxidase chuyển hóa từ Epicatechin Epigallocatechin thành hợp chất trung gian hợp chất quinon, cụ thể nhóm Galloyl ester catechin bị oxy hóa thành benzotropolone Cuối hợp chất quinon kết hợp lại với tạo nên loại Theaflavin khác  Thearubigins (TRs) • Trong trà đen Thearubigin chiếm khoảng 30-40 % ,là hỗn hợp chất màu phenol, có khối lượng phân tử từ 700 đến 40.000 Da Chúng tạo thành phản ứng trùng ngưng TRs tạo thành oxy hóa Catechin kết hợp chúng xúc tác enzyme Peroxidase Thearubigin tạo màu đỏ nâu cho trà đen  Tanin • Là hỗn hợp chất polyphenol, dễ bị oxy hóa tác dụng xúc tác, men oxy Sản phẩm oxy hóa định màu sắc, hương vị trà đen Do đó, để sản xuất trà đen người ta thường chọn nguyên liệu trà có nhiều tanin Hơn nữa, trình chế biến trà đen, 1/2 lượng tanin nguyên liệu trà bị Hợp chất tanin tạo nên vị đắng chát nhẹ đặc trưng cho trà Tanin trà chủ yếu catechin, có loại catechin Hình 2.3 Cơng thức cấu tạo loại catechin  Lipid acid béo • Chất béo chất có tính hấp phụ giữ mùi • Bản thân chất béo có số cấu tử có sẵn mùi thơm dễ chịu tác dụng nhiệt độ cao chuyển hóa thành chất có mùi đặc trưng góp phần tham gia trực tiếp vào hình thành hương thơm độc đáo sản phẩm • Tuy nhiên, tính giữ mùi chất béo làm cho trà dễ bị nhiễm mùi lạ khó khử chúng vô ý để tiếp xúc với vật mùi khó chịu mùi mốc, mùi bao bì, mùi dầu hỏa • Thành phần acid béo chủ yếu : linoleic, linolenic,oleic palmitic  Caffein Công thức phân tử: C8H10C2N4, caffein có tác dụng tạo cảm giác hưng phấn Trong quy trình sản xuất trà hòa tan, caffeine xảy tượng oxi hóa với sản phẩm catechin tạo tanat- caffeine có mùi thơm, vị dễ chịu II.1.3 Phân loại chất lượng trà đen: Bảng 2.2 Bảng phân loại trà đen Loại trà OP Tên gọi Orange pekoe FBOP P Flower broken orange pekoe Pekoe PS Pekoe shoushong BOP F Broken orange pekoe Broken pekoe Broken pekoe shoushong Faning D Dust BP BPS Đặc điểm Có nhiều tuyết vang, dạng sợi nhỏ, chất lượng cao Chất lượng tốt Dạng sợi tương đối nhỏ Dạng sợi thô ( trà cánh, trà mảnh) Dạng trà nhỏ Dạng trà nhỏ Dạng trà nhỏ Dạng trà (những mảnh gãy nhỏ) Dạng trà bột (sử dụng để sản xuất trà túi lọc Nhóm trà Chất lượng cao Chất lượng trung bình Chất lượng thấp II.1.4 Chỉ tiêu đầu vào trà đen • Trong loại trà đen phân loại loại trà F D phù hợp làm nguyên liệu để sản xuất trà hòa tan Tiêu chuẩn 10TCN 458-2001 áp dụng cho trà đen bán thành phẩm sản xuất từ đọt trà tươi loại 1,2,3,4 (TCVN 2843-79) qua công đoạn: héo, vò, lên men, sấy khơ Bảng 2.3 Chỉ tiêu cảm quan trà đen bán thành phẩm Loại trà Loại Loại Màu nước Đỏ nâu, có viền vàng Đỏ nâu Loại Đỏ nâu đậm, sánh Loại Đỏ nâu đậm, sánh Mùi Thơm vừa Thơm nhẹ Thơm nhẹ, mùi trà già Ít thơm, mùi trà già đậm Vị Đậm, dịu Đậm Đậm, xít Đậm vừa, xít Bảng 2.4 Chỉ tiêu hóa lý trà đen bán thành phẩm Tên tiêu Mức Độ ẩm Tỷ lệ tạp chất lạ Hàm lượng chất hòa tan Hàm lượng tanin ≤ 7.5% ≤ 0.2% ≤ 32% ≤ 9.0% 2.2 Nguyên liệu phụ: 2.2.1 Đường tinh luyện: Hình 2.4 Đường cơng thức đường • Đường RE (Refined extra) sử dụng sản xuất trà hòa tan: đường Saccharose có nguồn gốc từ đường mía , đường thơ nguyên liệu khác tinh chế kết tinh • Là chất phụ gia sử dụng tạo vị cho trà, ba vị đặc trưng trà Bên cạnh đó, chúng tác dụng với amino acid nguyên liệu trà để tạo hương thơm cho trà đặc biệt cho trà Bảng 2.5 Các tiêu cảm quan đường Chỉ tiêu Yêu cầu Ngoại hình Tinh thể có kích thước tương đối đồng đều, tơi khơ khơng vón cục Mùi, vị Tinh thể đường vị ngọt, khơng có mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể màu trắng Khi pha vào nước cất cho dung dịch suốt Bảng 2.6 Các tiêu lý – hóa đường ST T Tên tiêu Mức Độ Pol, (oZ) ≥ 99,7 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m) ≤ 0,1 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) ≤ 0,07 Sự giảm khối lượng sấy 105oC h, % khối lượng (m/m) ≤ 0,06 Độ màu, đơn vị ICUMSA ≤ 160 2.2.2 Nước: • Nước nguyên liệu quan trọng khơng thể thiếu quy trình sản xuất trà hòa tan, tham gia vào q trình trích ly chất trà Chất lượng nước yếu tố định chất lượng sản phẩm Bảng 2.7.Chỉ tiêu vật lý nước trích ly Tên tiêu Yêu cầu Mùi vị Không mùi Độ Trong suốt Màu sắc Không màu Bảng 2.8 Chỉ tiêu vi sinh vật nước trích ly Loại vi sinh vật Vi sinh vật hiếu khí ml nước Vi sinh vật kỵ khí ml nước Vi khuẩn E.Coli l nước Vi khuẩn gây bệnh lị thương hàn Trứng giun sán Số khuẩn lạc < 102 < 20 0 ( trứng) Bảng 2.9 Chỉ tiêu hóa học nước trích ly 10  Các biến đổi nguyên liệu: • - Vật lý: Các phân tử chất tan khuếch tán từ bên nguyên liệu vào dung môi, giúp cho trình chiết rút diễn dễ dàng - Nhiệt độ tăng sử dụng nước nóng để trích ly • Hóa lý: - Sự hòa tan chất chiết vào nước, độ nhớt tăng, bay số chất mẫn cảm nhiệt độ (chất mùi, vitamin,…) • Hóa học: Ở nhiệt độ > 80°C, cafein kết hợp với polyphenol tạo muối tanat cafein tan nước nóng, pha bột trà hòa tan có chứa muối nước pha bị đục đóng váng giảm giá trị cảm quan cho trà Xảy phản ứng oxi hóa + Oxi hóa lipid acid béo + Oxy hóa đồng thời epigallocatechin (L – EGC) epigallocatechin gallat (L – EGCG ) tạo theaflavin + Oxy hóa L – EGCG tạo theaflavingallat Trong điều kiện nhiệt độ cao, tương tác acid amin polyphenol tạo aldehyde dễ bay hơi, tạo hương thơm cho trà Các acid amin alanin, phenylalanine, valin, leucine, isoleucine bị giảm đi, hàm lượng aldehyde acetaldehyde, aldehyde butyric, aldehyde valeric tăng lên tương ứng Phản ứng Maillard : acid amin phản ứng với đường khử tạo màu, mùi nước trà trích ly • Sinh học: tiêu diệt ức chế vi sinh vật có trà • Hóa sinh: nhiệt độ cao làm vô hoạt enzyme oxy hóa enzyme thủy phân • Cảm quan: nước trà trích ly có màu đậm mùi thơm đặc trưng  Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ: nhiệt độ trích ly cao hiệu suất trích ly cao Tuy nhiên, trích ly trà nhiệt độ cao chất lượng cảm quan dịch trà kém: mùi lạ, vị đắng, chát gắt, màu nước pha bị đục - Thời gian: thời gian trích ly dài hiệu suất trích ly tăng Trong giai đoạn đầu, hiệu suất tăng nhanh sau lại tăng chậm Cho nên, việc kéo dài thời gian trích ly khơng có lợi hiệu suất Mặt khác, kéo dài thời gian chi phí lượng cho q trình trích ly tăng lên Thời gian trích ly thích hợp cho hiệu suất cao nhất, hiệu lượng đồng thời đáp ứng tiêu cảm quan dịch trích - Trích ly có khuấy đảo làm tăng hiệu suất trích ly tốn chi phí cho thiết bị lượng Do khơng cần thiết phải sử dụng khuấy đảo trích ly trà - Tỷ lệ trích ly: cao trích ly triệt để chênh lệch nồng độ cấu tử cần trích ly dung mơi lớn chi phí lượng lại tăng cao làm lỗng dung dịch trích ly Do cần chọn tỉ lệ trích ly phù hợp, bảo đảm tiêu chí - Kích thước, hình dạng ngun liệu: ngun liệu nhỏ diện tích bề mặt tiếp xúc ngun liệu dung mơi lớn Do việc trích ly cấu tử từ nguyên liệu dung mơi tốt Tuy nhiên kích thước q nhỏ gây khó khăn cho q trình lọc 16  Thiết bị thực hiện: Thực trích ly hệ thống trích ly nhiều bậc hoạt động liên tục, dung mơi trích ly nước nóng - Ngun tắc hoạt động: Thiết bị hệ thống nồi lắp nối tiếp Các nồi nạp trà nguyên liệu vào Nước nóng bơm qua nồi 1, 2, 3, để trích lượng chất tan trà Q trình trích ly diễn đến nồi đạt nồng độ chất tan theo u cầu điều chỉnh van để tháo dịch trích ngoài, đồng thời tiến hành tháo nhập bã nồi Lúc này, nồi trở thành nồi đầu tiên, q trình trích ly tiếp tục xảy Các nồi thay phiên làm nồi tháo nhập liệu nên thiết bị hoạt động liên tục  Thông số công nghệ: - Tỉ lệ trà nước : 1/10 Nhiệt độ trích ly: 80-90°C Nồng độ dịch chiết trà: 5% Thời gian trích ly: 30 phút Hình 4.3 Hệ thống trích ly 17 IV.1.2 Lọc:  Mục đích: - Khai thác: phân riêng huyền phù, thu nhận dịch trích ly, loại bỏ bã trà - Hồn thiện: loại bỏ tạp chất khơng hồ tan nước để tinh dịch chiết  Các biến đổi nguyên liệu: • Vật lý: - Màu sắc: Màu sắc thay đổi tạp chất bị loại khỏi dịch trích • Hóa học: - Q trình lọc gây biến đổi hóa học dịch chiết Các chất glucid , vitamin, chất màu,… bám bã trà bị tách khỏi dung dịch Tuy nhiên, tổn thất không đáng kể  Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ lọc: nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt dung dịch làm cho lọc dễ dàng hơn, nhiên nhiệt độ cao tạo hợp chất không mong muốn ảnh hưởng đến trình lọc - Huyền phù: nồng độ, kích cỡ, bề mặt, độ phân tán, nhiệt độ, độ nhớt,… - Vách lọc: thể tích, độ lớn, dạng mao quản - Hiệu số áp suất hai đầu lọc cao lọc nhanh - Chất trợ lọc sử dụng  Thiết bị thực hiện: - Dung dịch trà có độ nhớt khơng cao, tương đối dễ lọc, lọc nhiệt độ nhiên, chế độ lọc tối ưu lọc nóng, tốt sau trích ly vì: + Lọc nguội: thời gian lọc dài, nồng độ chất khô dung dịch thấp nhiều so với trước lọc, lượng chất khô hòa tan tổn thất q trình lọc đáng kể + Lọc nóng: thời gian lọc ngắn, nồng độ chất khô dung dịch trước sau lọc gần - Máy lọc ép khung làm việc gián đoạn sử dụng cho trình lọc - Nguyên tắc hoạt động: dung dịch trà nhập vào liên tục, nước lọc trà chảy liên tục, bã trà tháo theo chu kỳ Tuy nhiên cần lưu ý bã trà bã nén nên cần bổ sung chất trợ lọc để tránh tượng tắc nghẽn bề mặt lọc, gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm  Thông số công nghệ: Áp lực lọc: at Thời gian lọc: 40 phút/ mẻ Nhiệt độ lọc: 70-80 °C 18 Hình 4.4 Thiết bị lọc ép khung IV.1.3 Cơ đặc:  Mục đích: - Khai thác tăng nồng độ chất khô nguyên liệu - Chuẩn bị: giúp làm giảm lượng nước lớn dung dịch, chuẩn bị cho trình sấy để diễn dễ dàng hơn, tiết kiệm lượng cho tồn quy trình sản xuất - Bảo quản: làm giảm hoạt độ nước giúp ức chế vi sinh vật góp phần làm tăng thời gian bảo quản  Các biến đổi nguyên liệu: • Vật lý: - Tăng hàm lượng chất khô, độ nhớt, tỷ trọng,… - Giảm khối lượng, thể tích, hoạt độ nước ngun liệu,… • Hóa lý: Bay nước số chất mùi - Có đóng cặn số muối Ca vơ hữu hồ tan; phân hủy số chất hữu tạo kết tủa • Hóa học; - Phản ứng Maillard phản ứng acid amin đường khử ( nhóm –CHO) tạo thành chất màu - Phản ứng tự oxy hóa hợp chất catechin  tạo thêm thearubigin Sự kết hợp cafein tannin tạo muối tanat váng Váng xuất nhiệt độ cô đặc < 80°C - Các chất thơm chất hữu dễ bay làm giảm hương vị trà Hàm lượng vitamin sản phẩm giảm bị phân hủy nhiệt độ cao • Sinh học: hạn chế khả hoạt động vi sinh vật • Cảm quan: + Màu sậm phản ứng Maillard + Giảm mùi thơm chất tạo mùi bay  Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ áp suất: tăng nhiệt độ hay giảm áp suất: nồng độ dung dịch sau cô đặc tăng Tuy nhiên, nhiệt độ cao tiêu chuẩn cảm quan dịch trà giảm: mùa 19 - - - sắc sậm, độ chát tăng, đặt biệt cấu tử mùi bị nhiều làm cho mùi thơm nhạt dần Thời gian: Thời gian đặc dài nồng độ dung dịch cao Tuy nhiên thời gian kéo dài làm tăng chi phí lượng làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Yêu cầu nồng độ chất khô đầu cuối, tính chất hố lý sản phẩm Hiện tượng tổn thất chất khô bị lôi thứ:hơi thứ hỏi thiết bị đặc bị lơi theo số cấu tử trạng thái sương mù Hiện tượng xảy ta gia nhiệt làm cho sôi dung dịch trà diễn mãnh liệt Độ nhớt dung dịch: độ nhớt cao tốc độ truyền nhiệt giảm  Thiết bị thực hiện: Thiết bị cô đặc chân không cấp dạng màng rơi Thiết bị gồm phần bản: buồng đốt ngoài, buồng bốc thiết bị ngưng Nguyên tắc hoạt động: dung dịch chảy vào bên màng ép sát buồng cô đặc theo hướng từ xuống, bão hòa nạp vào bên ngồi thiết bị để gia nhiệt Sau đó, nguyên liệu đưa qua buồng tách thứ khỏi sản phẩm Hình 4.5 Thiết bị đặc dạng màng rơi  Thông số công nghệ: - Nhiệt độ: 70-80 °C - Thời gian lưu nguyên liệu: 10- 30s - Độ chân không: 405 - 430 mmHg Nồng độ dịch trà ban đầu vào:3-5% Nồng độ đầu ra: 15-20% IV.1.4 Phối chế:  Mục đích: 20 - - - - Chuẩn bị cho trình sấy: để điều chỉnh nồng độ chất khô dung dịch cô đặc nồng độ chưa đạt yêu cầu sấy Để góp phần làm tăng hiệu trình sấy, nhà sản xuất thường bổ sung thêm maltodextrin Hoàn thiện sản phẩm: trình phối chế làm đồng hỗn hợp trà maltodextrin theo tỉ lệ xác định, maltodextrin đóng vai trò chất độn, giảm giá thành sản phẩm  Biến đổi: Hóa học: nồng độ chất khơ dịch trà tăng Vật lý: tăng tỉ trọng Hóa lý: tăng độ nhớt dịch trà  Các yếu tố ảnh hưởng: Độ nhớt dung dịch: dung dịch có độ nhớt cao hiệu suất khuấy trộn giảm Tốc độ khuấy trộn theo phương thẳng đứng theo hướng ly tâm cao hiệu suất khuấy trộn cao  Thiết bị thực hiện: Dung dịch sau đặc có độ nhớt cao nên sử dụng nồi khuấy có cánh khuấy dạng mái chèo Sau cô đặc tiến hành phối chế mà không cần điều chỉnh nhiệt độ thêm Hình 4.6 Nồi khuấy cấu tạo cách khuấy  Thông số công nghệ: - Tỷ lệ maltodextrin / chất khô 1/1 Nồng độ dịch trà sau cô đặc 20% Nồng độ dung dịch sau phối chế 40% IV.1.5 Sấy phun:  Mục đích: - Chế biến : Làm bốc hơi nước dung dịch trà sau cô đặc tạo sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp (3-5%), tăng hàm lượng chất dinh dưỡng sản phẩm - Bảo quản: trình sấy tách phần lớn lượng nước khỏi nguyên liệu, góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm  Các biến đổi nguyên liệu: • Vật lý: giảm thể tích, khối lượng, tăng khối lượng riêng • Hóa học: 21 Các phản ứng nguyên liệu: phản ứng oxi hóa, Maillard, caramen , phân hủy vitamin,…nhưng khơng đáng kể thời gian sấy ngắn • Hóa lý: - Sự chuyển pha từ nước lỏng sang hơi, hợp chất mùi - Một số hương thơm tạo thành trình sấy nhờ phản ứng Maillard, caramen ,… mùi nấu fufurol làm giảm giá trị cảm quan • Sinh học: hoạt độ nước giảm gây ức chế tiêu diệt vi sinh vật  Các yếu tố ảnh hưởng: - Hàm lượng chất khô dung dịch trước sấy: cao độ ẩm thấp, hiệu suất thu hồi sản phẩm cao - Tốc độ phun cao nhiệt độ khí giảm, làm tăng độ ẩm sản phẩm, giảm hiệu suất thu hồi - Nhiệt độ vào ra, độ ẩm tác nhân sấy - Áp suất phun lớn hạt ngun liệu phun có kích cỡ nhỏ, tăng diện tích tiếp xúc với tác nhân sấy, tăng hiệu suất sấy giảm độ ẩm sản phẩm  Thiết bị thực hiện: - Hệ thống sấy phun: thiết bị sấy có đáy hình nón, sấy phun chiều dung dịch có tỉ trọng nhỏ, yêu cầu thời gian tiếp xúc nhiệt ngắn để tránh làm tổn thất dinh dưỡng, ảnh hưởng đến hương vị đặc trưng sản phẩm - Nguyên tắc hoạt động: chuyển dung dịch thành dạng sương mù nhờ cấu phun sương thiết bị, sau hòa trộn với dòng tác nhân sấy để tách ẩm Sản phẩm thu dạng bột mịn Sử dụng hệ thống cyclone, túi lọc để thu hồi sản phẩm không khí  Thơng số cơng nghệ Nồng độ dung dịch vào thiết bị sấy khoảng 40% chất khô Nhiệt độ khí vào: 170°C Độ ẩm trà sau sấy 3- 5% Thời gian nguyên liệu thùng sấy: < 10s Kích thước giọt lỏng phun ra: 10-200µm - Hình 4.7 Hệ thống sấy phun IV.1.6 Tạo hạt:  Mục đích: 22 Hồn thiện: Sau sấy phun, sản phẩm có dạng bột mịn, diện tích tiếp xúc lớn nên dễ hút ẩm trở lại, sản phẩm khó bảo quản dễ gây vón cục làm giảm gía trị cảm quan Do đó, sản phẩm sau sấy tạo hạt, làm cho kích thước hạt tăng lên.Mặt khác, bề mặt hạt hấp phụ khí nên diện tích bề mặt lớn, lượng khí hấp phụ nhiều nước khó thấm vào hạt, làm giảm khả hòa tan sản phẩm Quá trình kết tụ làm tăng kích thước hạt, giảm sức căng bề mặt tạo cấu trúc xốp nên hạt tan nhanh nhiều  Các biến đổi ngun liệu: • Vật lý: - Kích thước hạt tăng lên đồng Trong hạt, thành phần khơng liên kết chặt chẽ với nên hạt có cấu trúc xốp - Tỉ trọng hạt giảm hạt có cấu trúc xốp • Hóa lý: Sự hấp phụ ẩm • Hóa học: Do q trình tạo hạt sử dụng nước nóng nên xảy số phản ứng như: phản ứng thủy phân, phản ứng Maillard, phản ứng caramel hóa… khơng đáng kể thời gian ngắn  Thiêt bị thực hiện: - Thiết bị tạo hạt bao gồm tháp phun ẩm (1) thiết bị sấy tầng sôi (2) - Nguyên tắc hoạt động: Nước phối trộn với hương liệu trước tiến hành phun ẩm Bột trà mịn phun vào thiết bị, hòa trộn với dòng chất lỏng dạng sương kết lại thành hạt Sau hạt xốp sấy khô điều kiện sấy ơn hòa cách thổi khí nóng (ở dạng tầng sơi) làm nguội khơng khí khơ ( lạnh) Cuối cùng, hạt sàng lại để thu bột trà mịn tiếp tục tạo hạt đê đạt kích thước yêu cầu  Thông số công nghệ: Nhiệt độ sấy trung bình: 60 °C Lưu lượng khí vào: 1,1 m3/phút Kích thước hạt sau tạo hạt: 200-300µm - Hình 4.8 Thiết bị sấy tầng sơi IV.1.7 Phối trộn 23  Mục đích - • • • - - Hoàn thiện: phối trộn thêm đường acid ciric làm tăng giá trị cảm quan bột trà sản phẩm  Các biến đổi: Vật lý: thay đổi khối lượng riêng, độ dẫn nhiệt, thể tích… Hóa học: tăng thành phần chất hỗn hợp Cảm quan: tăng vị ngọt, vị chua, màu bột trà sậm tăng mùi thơm cho sản phẩm  Các yếu tố ảnh hưởng: Sự khác biệt kích thước tỉ trọng nguyên liệu lớn trình phối trộn khó thực  Thiết bị thực hiện: Thiết bị trộn vít tải nằm ngang, làm việc liên tục: Phối trộn đường, acid citric, bột trà theo tỉ lệ định để đạt chất lượng sản phẩm theo yêu cầu Tỉ lệ phối trộn: Nguyên liệu Bột trà Đường Acid citric Tỉ lệ 5% 95 % ≤ 0,001 % Hình 4.9 Thiết bị trộn vis tải nằm ngang  Thơng số cơng nghệ: Q trình phối trộn thực nhiệt độ phòng áp suất thường Vận tốc quay trục vis 150 vòng/phút IV.1.8 Đóng gói:  Mục đích: - Hồn thiện: sản phẩm có trọng lượng phù hợp cho người tiêu dùng sử dụng Bên cạnh dựa vào màu sắc cách bố trí làm cho sản phẩm thu hút người tiêu dùng - Bảo quản: bao bì giúp bảo vệ thực phẩm tránh khỏi ảnh hưởng không tốt môi trường xung quanh độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng…  Các biến đổi xảy trình bảo quản: - Không đáng kể  Thiết bị thực - Thiết bị đóng gói hoạt động liên tục tự động hóa theo nguyên tắc rót định lượng 24  Thơng số cơng nghệ: Q trình đóng gói thực nhiệt độ áp suất thường Nhiệt độ ghép mí: 150°C Trà F,D Nước Diatomite Hình 4.10 bị đóng gói TríchThiết ly Lọc Bã Bã Cơ đặc Hương liệu Phối chế Maltodextrin Sấy thăng hoa Nghiền, rây Acid citric Phối trộn IV.2 Quy trình Đóng gói Sản phẩm trà hòa tan Đường RE Nghiền Bao bì 25 Hình 4.11 Sơ đồ cơng nghệ quy trình + + Quy trình khác quy trình trình sau: Quá trình sấy thăng hoa Quá trình nghiền, rây IV.2.1 Sấy thăng hoa  Thiết bị thực hiện: - Hệ thống sấy thăng hoa Sấy thăng hoa: trình tách ẩm khỏi vật liệu cách thăng hoa, nghĩa - chuyển ẩm thẳng từ pha rắn sang pha hơi, không qua trạng thái lỏng Q trình sấy thăng hoa có ba giai đoạn: giai đoạn làm lạnh, giai đoạn thăng hoa giai đoạn bay ẩm lại (sấy chân không) Cấu tạo máy sấy thăng hoa gồm phận chính: bình thăng hoa ( buồng sấy thăng hoa ), bình ngưng tụ, hệ thống bơm chân khơng, hệ thống làm lạnh 26  Nguyên tắc hoạt động: - Giai đoạn làm lạnh: Dung dịch sau cô đặc làm lạnh xuống -25°C để chuyển nước nguyên liệu sang dạng rắn Giai đoạn thăng hoa: Nguyên liệu rút chân không gia nhiệt buồng sấy Khi đạt nhiệt độ áp suất thích hợp nước thăng hoa lại sản phẩm Giai đoạn sấy chân khơng: tiếp tục q trình sấy đê bốc hết lượng ẩm lại sản phẩm Hình 4.12 Hệ thống sấy thăng hoa  Thơng số công nghệ: Nồng độ chất khô dịch sấy: 40% Áp suất chân khơng 130 Pa Thời gian có mặt sản phẩm máy sấy: 40 - 110 phút Nhiệt độ lạnh đông: -25°C Nhiệt độ sấy chân không: 50°C IV.2.2 Nghiền, rây:  Mục đích: - Hồn thiện: tăng độ đồng kích thước bột trà, tăng giá trị cảm quan sản phẩm  Các biến đổi nguyên liệu: • • Vật lý: Giảm kích thước ngun liệu, tăng diện tích tiếp xúc Hóa lý: tăng khả hút ẩm nguyên liệu, sau nghiền sản phẩm phải bao gói để đảm bảo chất lượng  Thiết bị thực hiện: - Thiết bị nghiền hai trục rây Hai trục nghiền có rãnh cạn độ chênh lệch vận tốc lớn để nghiền bột trà, sau đưa qua thiết bị rây để phân loại, hạt có kích thước khơng đạt u cầu đưa trở lại máy nghiền  Thông số công nghệ: - Quá trình nghiền thực nhiệt độ áp suất thường 27 Hình 4.13 Thiết bị nghiền, rây IV.3 So sánh hai quy trình: IV.3.1 Quy trình 1:  Ưu điểm: - Sấy phun : + Có thời gian sấy nhanh, giúp rút ngắn thời gian toàn quy trình + Chi phí vận hành tương đối thấp  Nhược điểm - Sấy phun : + Kích thước phòng sấy lớn → chiếm diện tích nhà xưởng + Khơng khí sấy phải khơng khí sạch, gây tốn chi phí xử lí khơng khí - Tạo hạt: + Là q trình có sử dụng nhiệt độ nên gây thất thoát phần chất mùi, ảnh + + + + + hưởng đến cảm quan sản phẩm Thiết bị phức tạp làm tăng chi phí đầu tư tiêu tốn lượng nhiều IV.3.2 Quy trình  Ưu điểm - Sấy thăng hoa: Với độ chân không cao nhiệt độ sấy thấp hạn chế thất hợp chất có ngun liệu, làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm Ngoài sấy thăng hoa làm tăng độ hòa tan sản phẩm - Nghiền, rây: Do sử dụng tác động học nên gây biến đổi thành phần, bảo đảm yêu cầu chất lượng cảm quan sản phẩm Thiết bị đơn giản dễ vận hành hơn, giảm chi phí đầu tư chi phí lượng  Nhược điểm: - Sấy thăng hoa: hệ thống sấy phức tạp, chi phí đầu tư thiết bị cao tốn lượng phương pháp sấy phun khoảng 50-60 % Tài liệu tham khảo: [1] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB ĐHQG TPHCM, 2010 [2] Nguyễn Thị Hiền, Công nghệ sản xuất trà, cà phê, ca cao, NXB Lao động, 2010 V 28 [3] Brennan, James G Food Processing WHILEY- VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weihem, 2006 29 30