Nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy lạnh sản phẩm rau má

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH SẤY LẠNH SẢN PHẨM RAU MÁ GVHD: NGUYẾN TẤN DŨNG ĐẶNG THỊ CƯƠNG SVTH: BÙI LAN PHƯƠNG MSSV: 15116121 SKL006157 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Mã số: 2019 - 15116121 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH SẤY LẠNH SẢN PHẨM RAU MÁ GVHD: SVTT: TP HỒ CHÍ MINH – 08/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Mã số: 2019 – 15116121 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH SẤY LẠNH SẢN PHẨM RAU MÁ GVHD: SVTT: TP HỒ CHÍ MINH – 08/2019 I TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: BÙI LAN PHƯƠNG MSSV: 15116121 Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đồ án: Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến trình sấy lạnh sản phẩm rau má Nhiệm vụ đồ án: - Tổng quan trình sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) nguyên liệu sấy - Phân tích yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến trình sấy lạnh sản phẩm Xác định mục tiêu sản phẩm sau sấy xây dựng giải toán tối ưu q trình sấy Xác lập chế độ cơng nghệ quy trình cơng nghệ q trình sấy lạnh sản phẩm Đánh giá tiêu chất lượng sản phẩm sau sấy, xác định giá thành sản phẩm kết luận Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/02/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 01/08/2019 Họ tên người hướng dẫn: TS NGUYỄN TẤN DŨNG GV ĐẶNG THỊ CƯƠNG Phần hướng dẫn: Tồn khóa luận Nội dung yêu cầu đồ án môn học thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) II LỜI CẢM ƠN Nhờ tận tình dạy thầy kiến thức tích lũy sau bốn năm ngồi ghế giảng đường trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến trình sấy lạnh sản phẩm rau má” hồn thành Bên cạnh cố gắng học hỏi, nghiên cứu thân, chúng tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ, động viên từ phía nhà trường, thầy cơ, bạn bè gia đình Đầu tiên, xin cám ơn quý Thầy Cô khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt, dạy xây dựng kiến thức cần thiết suốt bốn năm học tập, rèn luyện trường, tạo tiền đề điều kiện để thực thành công đề tài đồ án tốt nghiệp Chúng xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến TS Nguyễn Tấn Dũng GV Đặng Thị Cương tận tình dạy, hướng dẫn giúp đỡ suốt trình triển khai thực đồ án Đối với anh chị trước, không quên gửi lời cám ơn đến anh chị bảo kiến thức kinh nghiệm thực tế cịn thiếu sót, để chúng tơi hồn thành sản phẩm rau má sấy lạnh Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất người giúp đỡ hỗ trợ chúng tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án với thời gian, khả hạn chế lần đầu tơi bước vào nghiên cứu, tính tốn, hồn thiện sản phẩm cơng nghệ nên khơng thể tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận đóng góp q Thầy Cơ bạn Chúng xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 III LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan tồn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Chúng xin cam đoan nội dung tham khảo có khóa luận trích dẫn xác đầy đủ theo quy định TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 IV V VI VII VIII Hình 3.4: Rau má trước sấy Hình 3.3: Bột rau má sau sấy Xác định thành phần rau má sau sấy Thành phần hóa học rau má sau sấy xác định thể bảng sau Bảng 20 Thành phần rau má sau sấy (g/100g) Hàm lượng tro Nhận xét Từ kết thực nghiệm điều kiện tối ưu thu sản phẩm có độ ẩm tối ưu 3.62% hàm lượng chất tan 11.31% Kết cho thấy khơng thể tìm điều kiện cơng nghệ mà cho sản phẩm có độ ẩm xác 3.65% hàm lượng chất tan 11.46% Tuy nhiên, giá trị tìm gần thỏa mãn giá trị Do kết luận độ tin cậy phương pháp tối ưu cao điều kiện sấy tốt để sấy lạnh sản phẩm rau má là: Nhiệt độ sấy 44.24 ⁰C, Vận tốc tác nhân sấy 12.83 m/s thời gian sấy 14.12 (14 phút) 3.7 Định mức nguyên liệu giá thành sản phẩm Đối với nguyên liệu, qua trình khảo sát thực nghiệm nhận thấy Trung bình phần rau má lấy hết bỏ phẩn rễ hư, lấy khoảng 91% khối lượng Hiệu suất thu hồi sản phẩm rau má sấy 10-13% Do để thu hồi 1kg sản phẩm rau má sấy lạnh cần ~10.5kg rau má tươi Một kg rau má nguyên liệu giá 40.000 VND, tiền nguyên liệu rau má để thu 1kg rau má sấy thành phẩm 40 000 x 10.5 = 420 000 VND Tiền chi phí điện q trình sản xuất là: 1.71 x 14.42 x 1659 = 40 907 VND - Tiền nhân cơng khấu hao máy móc thiết bị là: 200 000 VND Suy ra, giá thành gốc cho 1kg rau má sấy lạnh là: 68 420 000 + 40 907 + 200 000 = 660 907 VND Như vây, với giá 660 907 VND cho kg rau má sấy lạnh tương đối rẻ thị trường Việt Nam So với giá thị trường khoảng 115 000 VND cho 100gr rau má sấy lạnh, công nghệ sấy lạnh đáp ứng tương đối nhu cầu giá thành chất lượng cho người tiêu dùng 3.8 Kết luận yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới trình sấy Để có sản phầm sấy đảm bảo chất lượng hoàn hảo cần nghiên cứu loại sản phẩm cụ thể để sử dụng công nghệ sấy thông số cài đặt phù hợp Trong trình sấy, có nhiều yếu tố ảnh hưởng quy trình sấy chất lượng sản phẩm sau sấy như: Thiết bị, độ ẩm nguyên liệu, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ sấy, thời gian sấy, trình xử lý nguyên liệu trước sấy… 3.8.1 Nguyên liệu Đây yếu tố cốt lõi quan trọng để định thông số công nghệ trình sấy Vì nguyên liệu khác mang tính chất, đặc điểm khác Để chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn cần nghiên cứu loại nguyên liệu cụ thể để sử dụng công nghệ sấy thông số sấy phù hợp Nguyên liệu chia làm nhiều loại khác rau củ, trái cây, loại lương thực dạng hạt,… Dựa vào mà tìm chế độ sấy, phương pháp sấy, thời gian nhiệt độ phù hợp với loại sản phẩm thực phẩm Ngồi ra, q trình xử lý nguyên liệu trước sấy ảnh hưởng trực tiếp tới sản phẩm sau sấy Nhiều loại thực phẩm cần sấy mà giữ màu sắc đẹp, đảm bảo tiêu cảm quan, có nhiều thực phẩm cần có q trình xử lý trước sấy Các phương pháp thường dùng như chần nước sôi, rửa, ngâm nước muối nước chanh… Đối với loại nguyên liệu dạng rau: rau má, rau diếp cá, trà xanh,… thường giai đoạn xử lý mà nguyên liệu không làm triệt để thời gian sấy lâu Ngược lại, q trình làm khơ, làm q mức, rau khô héo, giảm độ ẩm nguyên liệu nên thời gian sấy giảm, nhiên màu sắc rau có phần bị biến đổi, trở nên sậm màu, khơng đẹp mắt ảnh hưởng đến giá trị cảm quan sản phẩm 3.8.2 Mật độ nguyên liệu Trong trình sấy, cơng đoạn xếp vật liệu sấy đóng vai trị quan trọng Nếu xếp ngun liệu q thưa tầng nguyên liệu mỏng (đối với nguyên liệu dạng lá) thời gian sấy giảm, nhiên hiệu suất thu khơng cao phải chia thành nhiều mẻ sấy khác Ngược lại, xếp nguyên liệu sát dày làm thời gian sấy lâu, hiệu suất đồng thời giảm Chất lượng sản phẩm sấy bị ảnh hưởng bề mặt 69 ngun liệu khơ phía chưa đạt; để mặt lớp thực phẩm khơ phía bị biến dạng, sậm màu có phần bị cháy xém Về nguyên liệu dạng lá, xếp dày, tác nhân sấy khơng khí khó len lỏi qua tầng lá, làm thời gian sấy khô bị kéo dài 3.8.3 Thời gian sấy Thời gian sấy yếu tố cần ý trình sấy Thời gian sấy lâu sản phẩm khơ, thời gian sấy ngắn sản phẩm khơng đạt u cầu độ ẩm, màu sắc, hình dạng,… Do vậy, cần phải cài đặt thời gian sấy cho phù hợp với loại sản phẩm để tránh trường hợp sản phẩm bị sấy khô chưa đủ thời gian 3.8.4 Nhiệt độ sấy Trong trình sấy, tăng nhiệt độ, trình chuyển pha diễn nhanh nên thoát ẩm nhanh [15] Nhiệt độ sấy cao, Nhiệt độ cao tăng tốc độ truyền nhiệt, khuếch tán ẩm bốc bề mặt nguyên liệu, tốc độ làm khô sản phẩm nhanh, trình sấy đạt hiệu cao Tuy nhiên, nhiệt độ cao làm cháy bề mặt sản phẩm, ngồi cịn làm thay đổi màu sắc, cấu trúc hàm lượng chất dinh dưỡng sản phẩm Theo nghiên cứu Chong cộng (2008) thời gian sấy tỷ lệ nghịch với nhiệt độ sấy, sấy nhiệt độ cao thời gian ẩm nhanh [17] Ở nhiệt độ thấp, thời gian sấy kéo dài, hiệu sấy giảm tốc độ bốc ẩm chậm Tuy nhiên, có loại thực phẩm tiêu biểu như: dược liệu,… cần phải sấy khô nhiệt độ thấp, khơng hoạt tính sinh học 3.8.5 Vận tốc tác nhân sấy Tốc độ gió nhỏ kéo dài thời gian làm khơ, đồng thời mặt sản phẩm giữ trạng thái ẩm, làm cho sản phẩm dễ bị biến chất Cho nên yêu cầu tốc độ gió vừa phải đủ lớn loại nguyên liệu, đặc biệt giai đoạn đầu, lúc ẩm ngun liệu cao, thời gian gia nhiệt dễ khiến vi sinh vật phát triển, gây hư hỏng sản phẩm Tuy nhiên, tốc độ gió q lớn khó giữ trạng thái ổn định nhiệt độ, nữa, dùng vận tốc cao không rút ngắn đáng kể thời gian sấy 3.8.6 Các yếu tố khác Độ ẩm sấy: Độ ẩm sấy thông số phản ánh độ ẩm buồng sấy hay độ ẩm sản phẩm sấy cách tương đối Thông số ẩm cao độ ẩm lớn, lượng nước nhiều Ngược lại, thông số ẩm thấp tức độ khô cao, lượng nước sản phẩm thấp Trong q trình sấy, độ ẩm khơng khí buồng sấy ln phải thấp độ ẩm sản phẩm có nước bên ngồi Vì vậy, dựa vào độ ẩm mà chỉnh thông số sấy cho phù hợp với loại sản phẩm 70 Quá trình xử lý trước sấy: trước sấy, loại nguyên liệu phải trải qua giai đoạn xử lý, vấn đề quan trọng cần phải ý ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị cảm quan sản phẩm màu sắc, hình dạng,… Một số nguyên liệu cần rửa, cắt lát sấy Tuy nhiên, số loại cần dùng phương pháp xử lý chần nước sôi, rửa ngâm nước chanh, nước muối… để sản phẩm sấy giữ màu tốt Sau xử lý ngâm rửa, cần loại bỏ nước thừa cách triệt để để trình sấy đạt hiệu cao nhât 71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Sau thực xong đề tài “Nghiên cứu yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy lạnh rau má” cấn đề giải Chúng nghiên cứu thành công chế độ sấy tối ưu cho sản phẩm “Rau má sấy lạnh” đồng thời tìm hiểu yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy Giải tốn tối ưu hóa q trình cơng nghệ sấy lạnh rau má giúp xác địn khoảng nhiệt độ môi trường sấy, vận tốc tác nhân sấy thời gian sấy tối ưu để sản phẩm đạt chất lượng cao giá trị cảm quan, hàm lượng chất tan có sản phẩm , độ ẩm đạt yêu cầu, đồng thời chi phí lượng Nhiệt độ môi trường sấy tối ưu 44.24[⁰C], vận tốc tác nhân sấy tối ưu 12.83 [m/s] thời gian sấy tối ưu 14.12 [giờ] (12 phút) để chi phí lượng nhỏ 1.10 [kWh/kg], sản phẩm đạt độ ẩm theo yêu cầu bảo quản 3.65% hàm lượng chất tan đạt giá trị cao 11.46% Trong mẻ sấy, sấy đến 1,5 – 2kg nguyên liệu rau má đầu vào thu 150-200gr bột rau má sấy lạnh Qua q trình thực đề tài, chúng tơi nhận thấy sản phẩm rau má sau sấy lạnh màu sắc không bị biến đổi nhiều, thể tính chất màu sắc sản phẩm rau má sau trình sấy lạnh dạng số liệu cụ thể Rau má sau sấy lạnh giữ hương vị chất dinh dưỡng tối ưu Sản phẩm dùng loại nước giải nhiệt cho thể, an toàn, tiện lợi cung cấp nguồn khoáng chất cần thiết cho nhu cầu người sử dụng Thời gian bảo quản lâu, điều kiện bảo quản bao bì tráng bạc kín, chống ẩm chống ánh sáng tốt, sản phẩm giai đoạn đầu trình nghiên cứu vào cuối tháng đầu tháng 3, khơng có biến đổi nhiều so với sản phẩm giai đoạn cuối tháng Sự biến đổi nhiều màu sản phẩm, màu bị sậm, tối, không xanh ban đầu q trình oxy hóa diễn Khi sản phẩm đặt bao bì kín, bao bì có lớp tráng bạc tránh ánh sáng trực tiếp trình biến đổi màu sản phẩm diễn chậm Do hạn chế thời gian kinh phí nên đề tài tiến hành nghiên cứu tối đa hóa hàm mục tiêu độ ẩm, hàm lượng chất tan, chi phí lượng mà chưa thể hàm lượng cụ thể chất có sản phẩm, đồng thời chưa tiến hành phân tích tiêu vi sinh chưa khảo sát xác thời gian bảo quản sản phẩm rau má sấy lạnh KIẾN NGHỊ Để phát triển đề tài, chúng tơi có số kiến nghị sau hồn thành q trình nghiên cứu: 72 Tiếp tục hồn thiện sản phẩm rau má sấy lạnh ngon hơn, bột mịn hơn, màu sắc đẹp phù hợp với nhiều người tiêu dùng Tiếp tục nghiên cứu điều kiện thiết bị kỹ thuật công đoạn công nghệ sấy lạnh sản phẩm rau má quy mơ phịng thí nghiệm - Khảo sát tồn thành phần hóa học rau má sau sấy Khảo sát giá trị cảm quan, mức độ yêu thích người tiêu dùng sản phẩm rau má sấy lạnh Ngoài việc khảo sát chế độ sấy chân lạnh cho rau má hệ thống sấy lạnh DSL –v2 khảo sát thêm thiế bị sấy khác để hạn chế hao tổn chi phí lượng hàm lượng chất dinh dưỡng sản phẩm Nghiên cứu tạo sản phẩm khác bột rau má trà rau má, trà rau má túi lọc,… Ngồi ra, q trình khảo nghiệm thực tế đánh giá chất lượng sản phẩm rau má sấy lạnh quy mơ phịng thí nghiệm, cần tiến hành nghiên cứu để tạo thành sản phẩm có giá trị kinh tế đưa thị trường tiêu thụ mở rộng thị trường nước nước 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Dũng, (2016) Quá trình Thiết bị CNHH&TP, Kỹ thuật Công nghệ sấy thăng hoa NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Tấn Dũng cộng sự, (2017) Mơ hình hóa tối ưu hóa cơng nghệ hóa học thực phẩm NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Tấn Dũng, (2015) Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 2, Các q trình thiết bị truyền nhiệt, phần 2, Các trình thiết bị truyền nhiệt thực phẩm NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Tấn Dũng, (2013) Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 1, Các trình thiết bị học, thuỷ lực khí nén NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [5] Hồng Văn Chước, (2006) Thiết kế hệ thống thiết bị sấy NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [6] Nguyễn Tấn Dũng & Các Cộng Sự, (2008) Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ có giai đoạn cấp đơng buồng thăng hoa, Tạp chí Khoa học giáo dục kỹ thuật, số 10(4) [7] Nguyễn Tấn Dũng & Cộng Sự, (2007) Nghiên cứu tính tốn thiết kế, chế tạo hệ thống máy sấy thăng hoa suất nhỏ phục vụ cho việc sản xuất, chế biến sản phẩm cao cấp, Tạp chí Khoa học giáo dục kỹ thuật, số 1(3) [8] Nguyễn Tấn Dũng & Các Cộng Sự, (2008) Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ có giai đoạn cấp đơng buồng thăng hoa, Tạp chí Khoa học giáo dục kỹ thuật, số 10(4) [9] Nguyễn Tấn Dũng, (2008) Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa suất nhỏ phục vụ cho chế biến loại sản phẩm cao cấp, đề tài NCKH cấp bộ, Mã số: B2006 – 22 – 08, năm 2006 – 2008 [10] Nguyễn Văn May, (2004) Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [11] Trần Văn Phú, (2008) Kỹ thuật sấy NXB Giáo dục [12] Nguyễn Tấn Dũng - Trần Đức Ba (đồng chủ biên), (2007) Quá trình Thiết bị CNHH&TP, Công nghệ lạnh tập 1, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [13] Chandrika, Udumalagala Gamage, and Peramune AAS Prasad Kumara "Gotu kola (Centella asiatica): nutritional properties and plausible health benefits." Advances in food and nutrition research Vol 76 Academic Press, 2015 125-157 [14] Jamil, S Shakir, Qudsia Nizami, and Mehboobus Salam "Centella asiatica (Linn.) Urban—a review." (2007) [15] Arora, D., M Kumar, and S D Dubey "Centella asiatica-A Review of it's Medicinal Uses and Pharmacological Effects." Journal of Natural remedies 2.2 (2002): 143-149 74 [16] Singh, Sakshi, et al "Centella asiatica (L.): a plant with immense medicinal potential but threatened." International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research 4.2 (2010): 003 [17] C Chong, C Law, M Cloke, C Hii, L Abdullah, and W Daud, “Drying kinetics and product quality of dried Chempedak,” J Food Eng., vol 88, no 4, pp 522–527, 2008 [18] Hà Duyên Tư, Phân tích hóa học thực phẩm, Nhà xuất khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2009 75 PHỤ LỤC Phụ lục Bảng Phân vị phân bố Student Phụ lục Bảng phân vị phân phối Fisher F1-p với p = 0.05 76 77 Phụ lục 3: Kết phân tích mẫu rau má tươi 78 Phụ lục 4: Kết phân tích mẫu rau má bột 79 ... lạnh rau má yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy lạnh 1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan trình sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) nguyên liệu sấy Phân tích yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy lạnh sản phẩm. .. cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy lạnh sản phẩm rau má Nhiệm vụ đồ án: - Tổng quan trình sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) nguyên liệu sấy - Phân tích yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy lạnh sản. .. KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Mã số: 2019 - 15116121 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẤY LẠNH SẢN PHẨM RAU MÁ GVHD: