Bảng 2.1: Những quá trình giống và khác nhau ở quy trình 1 và 2
Xét về mục đích công nghệ, biến đổi nguyên liệu và phương pháp thực hiện
Quy trình 1 Quy trình 2
Các quá trình giống nhau
Phân loại Rửa Chần Nghiền Ép Làm trong Lọc Rót sản phẩm Hoàn thiện
Các quá trình khác nhau Xử lý enzyme Siêu âm
Lọc membrane Tiệt trùng UHT
Ở quy trình 2, nhóm chỉ xin trình bày hai quá trình là siêu âm và tiệt trùng UHT, còn các quá trình còn lại tương tự như quy trình 1.
2.2.3.1 Xử lý bằng sóng siêu âm Mục đích công nghệ:
- Chuẩn bị cho quá trình ép:
Dưới tác dụng lực nén và kéo sẽ xuất hiện bọt khí. Bọt khí lớn dần và đến một giới hạn bọt khí nổ ra tạo nhiệt độ và áp suất rất lớn tại vùng vi môi trường khoảng 50000C và 2000 ats. Chính hiện tượng sủi bong bóng này làm tăng hiệu suất trích ly và tăng hiệu suất ép:
Sau quá trình nghiền tạo thành huyền phù với vô số các hạt lớn, hạt nhỏ. Dưới tác dụng của sự sủi bong bóng làm các hạt lớn xuất hiện vết nứt, các hạt nhỏ va đập với nhau làm bào mòn bề mặt, giảm độ bền cơ học của màng tế bào và giảm liên kết các ciment gắn kết các tế bào thực vật với nhau giảm kích thước hạt và giúp giải phóng chất chiết.
Đồng thời sự sủi bong bóng giúp cải thiện sự truyền khối do giảm sự hình thành lớp biên.
- Khai thác: Sóng siêu âm làm sủi bong bóng làm xuất hiện vết nứt, bào mòn bề mặt làm các chất bên trong tế bào dễ dàng thoát ra và thoát ra nhiều hơn làm tăng hàm lượng chất chiết trong dịch quả.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý:
• Nhiệt độ trung bình của mẫu lỏng tăng lên
• Áp suất trung bình tăng lên
• Kích thước hạt phân tán bị giảm
• Sự khuấy trộn của hệ tăng lên
- Hóa lý: các chất trong nguyên liệu rắn được trích ly ra ngoài - Các biến đổi khác không đáng kể
Phương pháp thực hiện:
- Sử dụng thiết bị hoạt động liên tục Hielscher. Thiết bị này bao gồm một bộ phận có thanh phát sóng siêu âm để thực hiện chức năng siêu âm, có vỏ áo hiệu chuẩn nhiệt độ.
- Thông số công nghệ: Tần số: 20 – 40 kHz Công suất: 16kW Lưu lượng: 1,5 – 8 m3/h Thời gian: 10 – 15 phút Nhiệt độ: 70 – 800C 2.2.3.2 Tiệt trùng UHT Mục đích công nghệ:
- Bảo quản: quá trình tiệt trùng sẽ làm vô hoạt bất thuận nghịch enzyme và ức chế hệ vi sinh vật, nhờ đó sẽ kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học: nhiệt độ cao sẽ làm cho quá trình trao đổi chất của của vi sinh vật ngừng lại, các vi sinh vật sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt
- Hóa sinh: nhiệt độ cao sẽ làm biến tính bất thuận nghịch enzyme, do đó vô hoạt được chúng
- Vật lý: độ nhớt và tỷ trọng thay đổi
- Hóa học: nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng hóa học như phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin, phản ứng phân hủy vitamin đặc biệt vitamin nhóm C. Tuy nhiên, thời gian xử lý lại rất ngắn nên không gây ra biến đổi đáng kể nào đến tính chất nước táo.
- Hóa lý: trong quá trình gia nhiệt thì nước sẽ bay hơi một phần.
Phương pháp thực hiện:
- Đầu tiên, nước táo được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng để gia nhiệt đến 800C. Sau đó, được bơm vào thiết bị gia nhiệt trực tiếp. Người
ta sẽ phối trộn nước táo và hơi nước để nhiệt độ hỗn hợp đạt 1400C. Tiếp theo, hỗn hợp nước táo và hơi nước sẽ đi vào một ống cách nhiệt, thời gian lưu hỗn hợp trong ống này là 3 – 5 giây. Tiếp theo, hỗn hợp đi vào thiết bị làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không đến khoảng 80 – 820C. Tiếp đến, thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng được dùng để làm nguội nước táo đến 200C với tác nhân làm nguội là nước lạnh.
- Thiết bị: Quá trình tiệt trùng gồm 3 giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội.
o Gia nhiệt: sử dụng kết hợp hai phương pháp gia nhiệt gián tiếp và trực tiếp.
• Đầu tiên nước ép được gia nhiệt sơ bộ bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng với tác nhân gia nhiệt là nước nóng.
• Tiếp đến, sử dụng phương pháp gia nhiệt trực tiếp để gia nhiệt nước táo đến nhiệt độ tiệt trùng. Thiết bị sử dụng có dạng ống lồng ống, thành ống bên trong được đục lỗ. Nước táo được bơm vào ống bên ngoài, còn hơi nước dẽ được cho vào ống bên trong rồi thoát ra thành ống để phối trộn với nước táo. Sau đó, hỗn hợp sẽ thoát ra ngoài thiết bị.
o Giữ nhiệt: thiết bị này gồm hệ thống ống dẫn được cách nhiệt thật tốt nhằm hạn chế sự giảm nhiệt độ trong giai đoạn giữ nhiệt.
o Làm nguội: nước táo được làm nguội qua hai giai đoạn: làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không và làm nguội về nhiệt độ rót sản phẩm (200C)
• Làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không: nước táo được làm nguội trong bồn hình trụ đứng có kết nối hệ thống tạo chân không
• Làm nguội xuống 200C: sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng với tác nhân làm nguội là nước lạnh.