Tối ưu hóa quá trình vi bao chất bèo để sản xuất bột sữa hòa tan

Phương pháp nghiên cứu

Kích thước cơm dừa sau khi xay : 1 – 3mm Quá trình trích ly bã lọc thu sữa dừa. Lưu lượng nhập liệu : 26,7 ml/phút (ứng với tốc độ 12 vòng/phút của bơm nhu động) b) Khảo sát ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến quá trình vi bao. Trong giai đoạn này, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm theo phương pháp thực nghiệm cổ điển.

Dựa vào giá trị của các hàm mục tiêu, chúng tôi chọn áp lực đồng hóa thích hợp. Dựa vào giá trị của các hàm mục tiêu, chúng tôi chọn nhiệt độ đồng hóa thích hợp. Khảo sát biến đổi của sản phẩm khi được bảo quản trong các loại bao bì với phương pháp bao gói khác nhau.

Chúng tôi tạo sản phẩm theo qui trình và thông số công nghệ tối ưu đã tìm được, sau đó bao gói sản phẩm trong các loại bao bì khác nhau. Các điều kiện bao gói cũng được thay đổi: đậy kín bao bì trong điều kiện thông thường; đậy kín bao bì kết hợp với hút chân không, thổi khí N2, thổi khí CO2 vào bao bì trước khi đậy kín. Mẫu đối chứng được được đựng trong bao bì thép tráng thiếc và không đậy nắp.

Tất cả các mẫu được làm hư trong điều kiện gia tốc ở nhiệt độ 37oC, độ ẩm không khí 99%. Sau mỗi 3 ngày, chúng tôi lấy mẫu và kiểm tra các chỉ tiêu như chỉ số acid, chỉ số peroxyde, độ ẩm và các chỉ tiêu cảm quan (màu, mùi, độ vón cục) của sản phẩm.

Các phương pháp phân tích .1 Phương pháp xác định độ ẩm

Chuẩn độ lượng I2 giải phóng ra khi cho KI tác dụng với peroxyde trong chất béo ở môi trường acid bằng Na2S2O3. Lượng chất béo không được vi bao trong sản phẩm được trích ly bằng dung môi petroleum ether. Sau đó để cho dung môi bay hơi hết và đem cân để định lượng.

Tổng hàm lượng béo trong nguyên liệu và tổng hàm lượng béo trong sản phẩm được xác định bằng phương pháp Adam – Rose – Gottlied. Tổng hàm lượng chất khô trong nguyên liệu và tổng hàm lượng chất khô trong sản phẩm được xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi và cân. Kết quả thí nghiệm được xử lý thống kê bằng phương pháp ANOVA một chiều, sử dụng phần mềm R.

Khảo sát ảnh hưởng của chế độ đồng hóa đến quá trình vi bao .1 Khảo sát ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến quá trình vi bao

Theo lý thuyết khi áp lực đồng hóa càng lớn thì các hạt cầu béo tạo thành trong nhũ tương sẽ có kích thước càng nhỏ, do đó khả năng vi bao chất béo của hỗn hợp chất bao SPI và MD17 trong sữa dừa sẽ tốt hơn. Trên hình 3.2b, ta thấy hạt sữa bột không được bao tốt và hạt sữa này bị vỡ ra ở độ phóng đại 5000 lần, ta có thể nhìn thấy rất nhiều các lỗ mao quản ở bên trong cũng như ở trên bề mặt hạt sữa bột. Điều này làm cho hiệu quả vi bao (MEE) giảm do dung môi petroleum ether dễ dàng đi vào trong các lổ mao quản đó và trích ly béo ra ngoài.

Do đó, dung môi petroleum ether khó xâm nhập vào bên trong những hạt sữa như thế này để trích ly chất béo ra ngoài, hiệu quả vi bao thu đuợc (MEE) sẽ cao. Chất béo được vi bao tốt sẽ tạo thuận lợi cho quá trình thu hồi sản phẩm sau khi sấy phun, do sản phẩm ít dính lên thành thiết bị. Điều này làm cho hiệu suất thu hồi chất khô và hiệu suất vi bao giảm xuống do lượng chất béo tự do tăng, sản phẩm dính trên thành thiết bị nhiều nên dễ bị vón cục và khó thu hồi.

Giá trị này sẽ được sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo nhằm khảo sát chọn nhiệt độ đồng hóa thích hợp cho quá trình vi bao chất béo để sản xuất bột sữa dừa hòa tan. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến hiệu quả vi bao, hiệu suất vi bao, hiệu suất thu hồi chất khô được biểu diển trên hình 3.4. Có lẽ đó là lý do làm cho một số phân tử protein chất bao bị biến tính bất thuận nghịch và giảm khả năng vi bao chất béo khi nhiệt độ đồng hóa tăng cao đến 50 – 70oC.Với nhiệt độ đồng hóa 40oC, giá trị các hàm mục tiêu đạt cao nhất.

Để xác định nhiệt độ đồng hóa thích hợp, theo lý thuyết, chúng tôi phải khảo sát thêm các nghiệm thức với nhiệt độ đồng hóa thấp hơn (30oC hay 20oC). Tuy nhiên, trong sữa dừa, thành phần acid béo no chiếm ưu thế nên khi nhiệt độ dao động trong khoảng 20 – 30oC thì một số phân tử chất béo trong dịch sữa dừa ở dạng rắn, điều đó sẽ làm giảm hiệu quả đồng hóa và hiệu quả vi bao chất béo.

Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản trong các loại bao bì khác nhau đến chất lượng sản phẩm

− Từ ngày làm hư gia tốc thứ 12 đến 21, sản phẩm trong các bao bì PA, PE, PA+PVC có màu kem nhạt, mùi đặc trưng của bột sữa dừa, mức độ vón cục khoảng 20%; riêng sản phẩm trong bao PP có màu vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng nhưng lượng sữa bột bị vón cục cao hơn các trong các bao bì khác (khoảng 35%). − Từ ngày làm hư gia tốc thứ 21 đến 30, trong các bao bì PA, PE, PP sản phẩm có màu vàng nhạt, mùi thơm, mức độ vón cục cao hơn các ngày trước; trong bao bì PA+PVC sản phẩm bột có màu kem nhạt, mùi thơm đặc trưng, lượng sữa bột bị vón cục hầu như không thay đổi so với các ngày trước. − Từ ngày làm hư gia tốc thứ 9 đến ngày thứ 27, sản phẩm trong các bao PA, PE, PA+PVC có vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng, mức độ vón cục tăng so với các ngày trước; riêng sản phẩm trong bao PP thì có màu vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng, mức độ vón cục cao hơn so với sản phẩm đựng trong các bao bì khác (mức độ vón cục khoảng 60% ở ngày làm hư gia tốc thứ 24).

− Từ ngày làm hư gia tốc thứ 9 đến 27, sản phẩm trong các bao PA, PE, PA+PVC có vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng, mức độ vón cục tăng so với các ngày trước; trong bao PP thì màu vàng nhạt, mùi thơm, mức độ vón cục cao hơn các trong các bao bì khác (mức độ vón cục khoảng 60% tính đến ngày thứ 24). Bao bì: PA – polyamide, PE – polyethylene, PP – polypropylene, PA* – bao bì polyamide có bao màng polyvinylcloride bên ngoài, tt – thủy tinh nắp thép, tt0 – thủy tinh nắp nhựa, th – bao bì thép tráng thiếc, đc – mẫu đối chứng. Khi sử dụng kết hợp bao bì plastic với giấy nhôm, độ ẩm của sản phẩm trong quá trình làm hư gia tốc tăng ít hơn so với trường hợp chỉ sử dụng bao bì plastic trong cả bốn điều kiện bao gói thông thường, bao gói hút chân không, thổi khí N2 và CO2.

Bao bì: PA – polyamide, PE – polyethylene, PP – polypropylene, PA* – bao bì polyamide có bao màng polyvinylcloride bên ngoài, tt – thủy tinh nắp thép, tt0 – thủy tinh nắp nhựa, th – bao bì thép tráng thiếc, đc – mẫu đối chứng. Khi sử dụng kết hợp bao bì plastic với giấy nhôm, chỉ số acid của sản phẩm trong quá trình làm hư gia tốc tăng ít hơn so với trường hợp chỉ sử dụng bao bì plastic trong cả bốn điều kiện bao gói thông thường, bao gói hút chân không, thổi khí N2 và CO2. Bao bì: PA – polyamide, PE – polyethylene, PP – polypropylene, PA* – bao bì polyamide có bao màng polyvinylcloride bên ngoài, tt – thủy tinh nắp thép, tt0 – thủy tinh nắp nhựa, th – bao bì thép tráng thiếc, đc – mẫu đối chứng.

Từ đồ thị hình 3.7, ta thấy mẫu đối chứng có chỉ số peroxyde tăng mạnh nhất trong quá trình làm hư gia tốc, ngược lại chỉ số peroxyde tăng ít nhất khi sản phẩm được làm hư gia tốc trong bao bì thủy tinh. Đối với sản phẩm được bao gói trong điều kiện thông thường (không hút chân không, không thổi khí trơ), lượng oxy tự do có trong bao bì là nguyên nhân chính dẫn đến sự oxy hóa chất béo, làm tăng chỉ số peroxyde của sản phẩm. Do không kkí c n sót lại trong bao bì đượcჲ ჲ đónđ gói trong điều kiện thông ghườhg nhiều nên làm tăng mức độn oxyo hóa chất béo có trong sản phẩm.ẩ Mẫu bột sữa dừa được đựng tđongo bao bì PP có chỉ số peroxydb tăt g cao hơn so với các loại bao bì khác trong cùng một điều kiện bao gói (bao gói thông thường, hút chân không hoặc thổi khí trơ) do mức độ thấm khí oxy của bao bì này cao hơn so với bao bì PA, PE.

Do đó khi sản phẩm được đựng trong lớp nhôm kết hợp với bao bì plastic, không hút chân không hoặc thổi khí trơ, chỉ số peroxyde của sản phẩm tăng ít hơn so với mẫu được bao gói bằng bao bì plastic trong điều kiện thông thường.