Cùng với sự ảnh hưởng của độ chân không, năng lượng vi sóng, trong quá trình sấy, nhiệt độ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thóat ẩm của vật liệu sấy.
Nhiệt độ cao thì tốc độ thoát hơi ẩm của vật liệu nhanh, thời gian sấy nhanh tuy nhiên nhiệt độ cao làm vật liệu sấy dễ bị cháy, khét làm ảnh hưởng rất lớn đến hình dạng, cấu trúc, màu sắc và chất lượng cảm quan của sản phẩm sấy.
Ngoài ra, nhiệt độ trong buồng sấy cũng phụ thuộc vào cường độ vi sóng. Cường độ vi sóng cao, tốc độ thoát hơi nước nhanh sẽ làm cho nhiệt độ sấy của vật liệu sấy tăng cao.
4.4.1 Đường cong sấy
Nhiệt độ (0C) Thời gian sấy (phút)
Mẫu 15 70 360
Mẫu 16 60 570
Mẫu 17 50 810
Kết quả thí nghiệm của ba mẫu sấy với 3 nhiệt độ là 70 60 và 50 0C cho thấy: Cùng một điều kiện, khi nhiệt độ cao thì thời gian sấy nhanh và cũng tuân theo quy luật tăng dần với nhiệt độ. Thời gian để mẫu đạt <5% ẩm là khoảng 360 phút, 570 phút, 810 phút tương ứng với nhiệt độ 70 60 và 50 0C.
phương pháp sấy chân không ở áp suất chân không là 50 mbar tạo ra thời gian sấy cách nhau là 1 giờ. Còn ở phương pháp sấy chân không vi sóng gần như hạn chế đến mức thấp nhất sự ảnh hưởng của nhiệt độ.
4.4.2 Đường cong tốc độ sấy
Nhiệt độ (0C)
Thời gian sấy (phút) Tốc độ sấy (%/phút) Mẫu 15 70 360 0,18 Mẫu 16 60 570 0,12 Mẫu 17 50 810 0,09
4.5 Nhận xét đánh giá cảm quan các mẫu sấy 4.5.1 Nhận xét đánh giá các mẫu sấy
Sau đây là hình ảnh của 11 mẫu sấy chân không vi sóng ; 3 mẫu sấy chân không và 3 mẫu sấy đối lưu trên cùng một hình ảnh.
Hình dạng Màu sắc Mẫu 1 (140mbar;442W) Hình dạng gần như ban đầu,
có phồng lên
Có màu vàng tươi rất đẹp như ban đầu
Mẫu 2 (80mbar;400W) Mẫu 3 (55mbar;300W) Mẫu 4 (200mbar;400W) Mẫu 5 (140mbar;300W) Mẫu 6 (140mbar;300W) Mẫu 7 (140mbar;300W)
Mẫu 8 (225mbar;400W) Màu đậm có bị cháy
Mẫu 9 (80mbar;200W) Tươi sáng
Mẫu 10 (200mbar;200W) Màu đậm
Mẫu 11 (140mbar;159W) Màu đậm
Mẫu 12 (50mbar;700C) Hơi co ngót, nhăn nheo Tươi sáng nhưng sẫm màu Mẫu 13 (50mbar;600C) Hình dạng hơi gần như ban
đầu
Tươi sáng
Mẫu 14 (50mbar;500C) Co ngót rất ít Tươi sáng nhưng nhạt màu Mẫu 15
(700C)
Co ngót, nhăn nheo nhiều Bị sẫm màu do nhiệt độ quá cao dễ gây cháy, khét
Mẫu 16 (600C)
Hơi co ngót, nhăn nheo Tươi sáng Mẫu 17
(500C)
Rất co rút bề mặt, rất nhăn nheo
Bị sẫm màu do thời gian sấy kéo dài ở nhiệt độ thấp Quá trình sấy ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm. Cấu trúc của các sản phẩm sau khi sấy đã bị thay đổi nhiều so với trước khi sấy. Nguyên nhân là do sự hồ hóa của tinh bột, sự kết tinh của xenluloza và sự hình thành các sức căng bên trong do khác biệt về độ ẩm ở các vị trí khác nhau. Kết quả tạo thành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép và biến dạng, ngoài ra cho sản phẩm có bề ngoài bị co ngót, nhăn nheo.
Quá trình sấy ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm. Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đổi màu sắc trong sản phẩm sấy:
Điều kiện sấy: cường độ phát vi sóng, thời gian phát vi sóng, thời gian sấy, độ chân không, nhiệt độ… sử dụng trong lúc sấy.
Sự thay đổi gây ra bởi phản xạ ánh sáng và điều kiện môi trường xung quanh. Điều kiện bảo quản thay đổi gây ra sự biến tính thành phần bên trong sản phẩm Nguồn nguyên liệu không đồng nhất.
Nhiệt và sự oxy hóa cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy, do gây ra những biến đổi hóa học đối với các chất carotenoit va clorophyl, cũng như hoạt động của enzim gây ra trong quá trình bảo quản của các sản phẩm.
Trong quá trình sấy chân không vi sóng, các ảnh hưởng về độ co ngót vật liệu trong quá trình sấy không lớn lắm. Do sự chênh lệch áp suất lớn và cơ chế tạo nhiệt từ năng lượng vi sóng, làm cho cấu trúc bên trong sản phẩm xốp. Trong quá trình hút ẩm trở lại, sản phẩm hút nước nhanh và gần như lấy lại hình dạng như ban đầu.
Trong thí nghiệm sấy chân không vi sóng đã thực hiện, quan sát các mẫu cho thấy rằng: các mẫu bị phồng nhiều và ít bị biến dạng co ngót do sự chênh lệch áp suất lớn và năng lượng vi sóng khá cao. Ẩm bên trong các mẫu được lấy ra nhanh chóng, làm cấu trúc bên trong xốp, giữ lại hình dạng ban đầu của vật liệu.
4.5.2 Đánh giá cảm quan các mẫu sấy.
Ba chỉ tiêu dùng để đánh giá chất lượng cảm quan của bí sấy là: màu sắc, hình dạng và độ khô giòn. Kết quả đánh giá được thể hiện ở bảng.
Việc đánh giá cảm quan được thực hiện qua hình dạng, màu sắc, cấu trúc, mùi vị sản phẩm sau khi sấy. Các mẫu thí nghiệm được đánh số từ 0 đến 17 tương ứng với các mẫu trong bố trí thí nghiệm, mẫu chân không vi sóng được đánh số từ 1 đến 11, mẫu chân không được đánh số từ 12 đến 14, mẫu đối lưu được đánh số từ 15 đến 17 …Mẫu tươi được đánh số 0 được dùng để làm mẫu so sánh. Việc đánh giá cảm quan được đánh giá bằng phương pháp cho điểm như sau:
Mục đích: cho điểm về chỉ tiêu màu sắc sản phẩm theo sở thích của người đánh giá
Nhóm đánh giá: gồm 8 người
Quy trình: Người đánh giá nhận được mẫu, ghi lại mức độ đánh giá cảm quan theo thang điểm mô tả. Các tiêu chuẩn đánh giá theo thang điểm từ 1 – 10.
Bảng 4.1 Thang điểm mô tả đánh giá cảm quan
Mức độ đánh giá Điểm tương ứng
Rất tốt 10 Tốt 9 Khá tốt 8 Khá rất nhiều 7 Khá vừa phải 6 Hơi khá 5 Khá xấu 4 Xấu nhiều 3 Xấu rất nhiều 2 Xấu cực độ 1
Bảng 4.2 Kết quả đánh giá kết quan
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8
Mẫu 1 140mbar;442W 8 8 9 8 8 9 8 8 8,3 Mẫu 2 80mbar;400W 9 8 9 9 8 9 9 9 8,8 Mẫu 3 55mbar;300W 9 9 9 9 9 9 9 9 9 Mẫu 4 200mbar;400W 8 8 7 8 8 7 8 8 7,8 Mẫu 5 140mbar;300W 7 7 8 8 8 8 7 8 7,7 Mẫu 6 140mbar;300W 8 8 7 7 8 8 6 8 7,5 Mẫu 7 140mbar;300W 7 8 7 8 8 8 8 9 7,9 Mẫu 8 225mbar;400W 7 6 7 7 7 7 6 7 6,8 Mẫu 9 80mbar;200W 7 8 7 8 7 7 7 7 7,3 Mẫu 10 200mbar;200W 7 6 7 7 6 7 6 7 6,7 Mẫu 11 140mbar;159W 6 7 6 7 7 7 5 7 6,5 Mẫu 12 50mbar;700C 7 7 6 7 7 6 6 5 6,4 Mẫu 13 50mbar;600C 7 7 7 6 7 7 7 6 6.8 Mẫu 14 50mbar;500C 6 6 6 7 6 5 7 6 6,2 Mẫu 15 700C 4 4 4 3 4 3 4 4 3,8 Mẫu 16 600C 5 6 5 5 6 6 5 5 5,4 Mẫu 17 500C 2 3 3 2 2 3 2 3 2,5
Nhìn chung đánh giá cảm quan cho thấy, có thể sấy ở cường độ vi sóng từ 300- 450 W trong điều kiện áp suất từ 55-140 mbar, sản phẩm ít bị biến tính, giữ được màu sắc, ít bị co ngót, chất lượng sản phẩm được đánh giá cao.
4.6 So sánh các phương pháp sấy sử dụng trong thí nghiệm
Để đánh giá và so sánh công nghệ sấy vi sóng kết hợp với chân không, đề tài đã tiến hành sấy bí đỏ bằng phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ 70 60 50 0C và sấy chân không ở cùng điều kiện áp suất chân không 50 mbar nhưng với ba nhiệt độ khác nhau 70 60 50 0C. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng phương pháp sấy đối lưu, phương pháp sấy chân không mất nhiều thời gian hơn (gấp khoảng 30 lần đối với sấy đối lưu, gấp khoảng 10 lần đối với sấy chân không) so với phương pháp sấy vi sóng kết hợp với chân không. Ngoài ra, hình dạng, màu sắc của sản phẩm sau khi sấy cũng có sự chênh lệch rõ rệt, phương pháp sấy chân không cho kết quả tốt nhất, màu sắc tươi sáng đẹp nhất; hình dạng gần như ban đầu, sản phẩm phồng lên, giòn xốp thơm ngon hơn rất nhiều so với phương pháp sấy chân không, phương pháp sấy đối lưu cho kết quả kém nhất, sản phẩm bị co ngót, nhăn nheo, chất lượng cảm quan thấp.
Để đánh giá tính khả thi của quá trình sấy chân không vi sóng, đề tài đã tiến hành so sánh đường cong sấy, đường cong tốc độ sấy giữa phương pháp chân không vi sóng với phương phap sấy chân không và với phương pháp sấy đối lưu đối lưu. Kết quả được thể hiện ở các đồ thị và hình ảnh:
Từ kết quả thí nghiệm, chúng ta nhận thấy rằng ưu điểm vượt trội nhất của phương pháp sấy chân không vi sóng là tiết kiệm thời gian khảng 30 lần so với phương pháp sấy đối lưu, 10 lần so với phương pháp sấy chân không. Mặt khác, phương pháp sấy chân không vi sóng khắc phục các nhược điểm mà phương pháp sấy đối lưu, phương pháp sấy chân không mắc phải:
Cấu trúc, màu sắc…của sản phẩm sấy biến đổi nhiều do thời gian sấy kéo dài. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy lớn làm biến đổi thành phần hóa học bên trong sản phẩm sấy làm cong vẹo, co ngót, nhăn nheo.
Về cuối quá trình sấy tốc độ giảm ẩm càng chậm.
Về đặc tính động học sấy: đường cong sấy đối lưu có tốc độ nhỏ hơn đường cong sấy chân không và đường cong sấy chân không có tốc độ nhỏ hơn đường cong sấy chân không vi sóng. Thời gian sấy thì phương pháp sấy đối lưu chậm nhất (khoảng 10 giờ), phương pháp sấy chân không khoảng 3h còn phương pháp sấy chân không vi sóng cho thời gian sấy nhanh nhất (khoảng 30 phút). Tốc độ sấy chân không vi sóng nhanh nhất (khoảng 3%/phút) nhanh hơn sấy chân không khoảng 10 lần (khoảng 0,36 %/phút), nhanh hơn sấy đối lưu 35 lần (khoảng 0,09 %/phút).
Về màu sắc: Mẫu sấy chân không vi sóng vẫn giữ được màu sắc gần giống với màu sắc ban đầu, màu sắc rất tươi, trong khi mẫu sấy đối lưu, sấy chân không có màu sẫm hơn.
Về hình dạng: Sấy chân không vi sóng giữ được hình dạng ban đầu tốt hơn sấy chân không còn sấy đối lưu thì không giữ được. Nguyên nhân là quá trình thoát hơi ẩm của các phương pháp sấy khác nhau. Ngoài ra, bí đỏ sấy bằng phương pháp chân không vi sóng có độ giòn xốp hơn.
Tóm lại, tất cả các mẫu sấy chân không vi sóng có đặc tính động học, hình dạng, màu sắc, chất lượng cảm quan tốt hơn rất nhiều. Điều này rất dễ thấy được ưu điểm nổi bật của công nghệ sấy chân không vi sóng.
STT Sấy chân không vi sóng
Sấy chân không Sấy đối lưu 1 Thời gian sấy Khoảng 30 phút Khoảng 3h Khoảng 10 giờ
2 Tôc độ sấy (%/phút) 3 0,36 0,09
3 Cấu trúc
4 Hình dạng Như ban đầu Gần ban đầu,
hơi co ngót
Rất co ngót, nhăn nheo
5 Màu sắc Rất tươi sáng Tươi sáng Sẫm màu
6 Mùi vị Rất thơm, giòn,
ngon
Thơm, ngon Đạt
4.7 Đề xuất điều kiện sấy bí đỏ thích hợp
Từ kết quả thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng bí đỏ sấy bằng phương pháp chân không kết hợp năng lượng vi sóng có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp sấy chân không, phương pháp sấy đối lưu về thời gian sấy, tốc độ sấy, hình dạng, màu sắc, cấu trúc đặc biệt là chất lượng sản phẩm.
Với các kết quả đạt được, chế độ sấy bằng phương pháp chân không vi sóng thích hợp đối với bí đỏ được đề xuất là Mẫu 2: ở điều kiện áp suất chân không 80 mbar, năng lượng phát vi sóng 400W, thời gian sấy 26 phút và Mẫu 3: ở điều kiện áp suất chân không 55 mbar, năng lượng phát vi sóng 300W, thời gian sấy 26 phút.
4.8 Thảo luận
Sau khi hoàn thành 11 thí nghiệm sấy chân không vi sóng; 3 thí nghiệm sấy chân không và 3 thí nghiệm sấy đối lưu. Kết quả thu được đường cong động học sấy của bí đỏ: đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. Sau khi phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến động học quá trình sấy; ảnh hưởng của cường độ vi sóng, ảnh hưởng của độ chân không, ảnh hưởng của nhiệt độ. Sau khi đánh giá cảm quan sản phẩm bí đỏ sấy. Sau khi đề xuất quy trình sấy bí đỏ. Chúng tôi hoàn toàn tin tưởng vào kết quả đạt được.
Tóm lại, tất cả các mẫu sấy chân không vi sóng có đặc tính động học, hình dạng, màu sắc, chất lượng cảm quan tốt hơn rất nhiều.
Ưu điểm nổi bật của công nghệ sấy chân không vi sóng là hoàn toàn. Tuy nhiên, chúng tôi có vài việc để thảo luận:
Thời gian sấy bí đỏ bằng phương pháp chân không kết hợp vi sóng từ 16 đến 52 phút ở điều kiện áp suất chân không từ 55 đến 225 mbar kết hợp cường độ vi sóng từ 159 đến 442 W. Thời gian sấy ngắn hơn 30 lần đối với phương pháp sấy đối lưu, ngắn hơn 10 lần đối với phương pháp sấy chân không.
Sự khác biệt nổi bật nhất, dễ nhận biết nhất với sản phẩm sấy bằng phương pháp chân không kết hợp vi sóng so với phương pháp sấy đối lưu, phương pháp sấy chân không là sản phẩm phồng lên
Mẫu 2: ở điều kiện áp suất chân không 80 mbar, năng lượng phát vi sóng 400W, thời gian sấy 26 phút và Mẫu 3: ở điều kiện áp suất chân không 55 mbar, năng lượng phát vi sóng 300W, thời gian sấy 26 phút được đề xuất là điều kiện sấy bí đỏ.
CHƯƠNG V
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
Sau 4 tháng thực hiện, đề tài “nghiên cứu động học quá trình sấy bí đỏ” đã hoàn thành đúng thời gian quy định và đáp ứng được các nội dung đặt ra trong đề cương. Đề tài đã thực hiện được các nội dung sau:
Lược khảo tài liệu
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết sấy
Thiết kế, bố trí thí nghiệm cho ba phương pháp sấy: chân không vi sóng, chân không, đối lưu đối với bí đỏ.
Thí nghiệm sấy bí đỏ
Phân tích, xử lý số liệu thí nghiệm
Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố đến động học quá trình sấy So sánh đánh giá cảm quan sản phẩm bí đỏ sấy
So sánh các phương pháp sấy sử dụng trong phòng thí nghiệm Đề xuất điều kiện sấy bí đỏ thích hợp
Với những gì đã thực hiện, đề tài đề xuất một quy trình công nghệ sấy bí đỏ bằng phương pháp sấy chân không vi sóng, điều kiện sấy bí đỏ thích hợp được đề xuất là 55 mbar – 300 W: Mẫu 3 và 80 mbar – 400 W: Mẫu 2. Ở hai điều kiện sấy này có tốc độ thoát ẩm, thời gian sấy, chất lượng cảm quan về màu sắc, hình dạng, độ khô giòn, mùi vị là tốt hơn.
Qua kết quả thí nghiệm, có thể kết luận rằng công nghệ sấy chân không vi sóng hoàn toàn có thể áp dụng cho việc sấy các loại nông sản có chất lượng cao, có nhiều ưu điểm vượt trội hơn phương pháp sấy chân không, phương pháp sấy đối lưu về đặc tính động học sấy và đặc biệt là chất lượng cảm quan sản phẩm.
Đề tài đã tìm ra phương pháp sấy tối ưu, với quy trình thiết bị máy móc hiện đại mở ra thời kỳ mới cho ngành chế biến nông sản lương thực thực phẩm, góp phần tạo điều kiện cải tiến các phương pháp sấy trước đây hiện đại hơn, chất lượng hơn.
Với quy trình sấy bí đỏ đã tìm được là tiền đề hữu ích để áp dụng cho việc chế biến trong quy mô công nghiệp. Nó sẽ mang lại một quy trình mới, một công nghệ mới trong chế biến để đáp ứng các yêu cầu cao trong vệ sinh an toàn thực phẩm và chế biến. Sản phẩm sấy có thể đạt yêu cầu khắt khe về chất lượng đặc biệt rút ngắn thời gian sấy so với các phương pháp sấy khác. Tuy nhiên, chi phí đầu tư thiết bị quá cao là một vấn đề đặt ra.
5.2 Kiến nghị
Đối với các thiết bị phục vụ thí nghiệm, thiết bị cần được bảo dưỡng thường xuyên, hiệu chỉnh theo thời hạn, bảo trì một cách hệ thống để nâng cao độ chính xác của các thí nghiệm; thiết bị cần được bổ sung thêm như máy đo màu để việc đánh giá màu sắc thêm phần chính xác hơn.
Đối với đề tài “nghiên cứu động học quá trình sấy bí đỏ”, đề tài đã hoàn thành và đáp ứng được các yêu cầu đặt ra, đề nghị đề tài được tiếp tục nghiên cứu theo hướng thiết