2. Sơ đồ công nghệ sản xuất spread
2.2. Công nghệ sản xuất spread-Quy trình 2
2.2.1. Quy trình công nghệ
Hình 2.12 – Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất spread – Quy trình 2
Nước
Dầu nguyên liệu
Phối trộn pha dầu Bột whey, muối
Kali sorbate, acid lactic Chất nhũ
hóa, ß-carotene
Phối trộn pha nước Hóa lỏng Sản phẩm Đồng hóa Làm lạnh-kết tinh Nhồi nhuyễn Đóng gói
-Trang 36-
2.2.2. Thuyết minh quy trình:
Sản phẩm được sản xuất qua các công đoạn tương tự như sản xuất spread-thanh trùng bằng nhiệt, nhưng trong quy trình này không sử dụng thiết bị đồng hóa để tạo hệ nhũ tương và nhiệt độ để thanh trùng bán thành phẩm mà sử dụng sóng siêu âm để vừa đồng hóa để tạo hệ nhũ tương, vừa thanh trùng trong cùng một thiết bị.
Các quá trình tương đương quy trình 1, chỉ khác nhau ở quy trình đồng hoá:
Mục đích:
Hoàn thiện: phối trộn pha dầu và pha nước tạo nên hệ nhũ tương đồng nhất
Bảo quản: loại bỏ vi sinh vật gây bệnh và các enzym xúc tác các phản ứng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Biến đổi:
• Vật lý: nhiệt độ của hệ nhũ tương tăng, độ nhớt giảm, thay đổi kích thước các cấu tử, sự phân bố đồng đều các cấu tử trong hỗn hợp, sự thay đổi nhiệt độ, thể tích, độ nhớt.
• Sinh học :số lượng vi sinh vật giảm xuống
• Hóa học: không có biến đổi gì đáng kể.
• Hoá lý: sự thay đổi bề mặt tiếp xúc pha, tạo thành nhũ tương nước trong dầu.
• Hóa sinh: enzyme bị vô hoạt.
Thiết bị
Theo Gopal (1968) và Canselier et al (2002), có nhiều phương pháp tạo ra được sóng siêu âm cường độ cao nhưng trong công nghiệp chỉ có hai phương pháp là: Bô chuyển đổi điện áp (piezoelectric transducers) hay còn gọi là đầu dò siêu âm (Ultrasonic probe) và máy phát tia lỏng (liquid jet generators) hay còn gọi là tia siêu âm (jet ultrasonic)
Bộ chuyển đổi điện áp là phương pháp đồng hóa bằng sóng siêu âm, được sử dụng trong phòng thí nghiệm, chúng dùng cho những mẫu nhũ tương có thể tích nhỏ từ vài cm
-Trang 37-
chứa đựng trong vỏ bọc bằng kim loại nằm gọn ở phần cuối của bộ phận chuyển siêu âm, và sóng điện trường cường độ cao được áp vào bộ chuyển đổi làm cho áp điện bằng tinh thể bên trong nó nhanh chóng dao động và phát sinh sóng siêu âm. Sóng siêu âm được phát sinh và hướng về phía đỉnh của bộ chuyển siêu âm, nơi mà nó sẽ phát ra. Vùng nhũ tương nhận được sóng siêu âm sẽ chịu sự cắt xén mạnh và gradient áp suất rất lớn. Nguyên nhân là do hiệu ứng tạo thành các bong bóng hơi. Điều này khiến cho các hạt chất lỏng vỡ thành nhiều phần rất nhỏ và trộn lẫn vào nhau. Thực tế, năng lượng của sóng siêu âm tập trung vào vùng thể tích nhỏ gần đỉnh của bộ chuyển siêu âm, khiến cho thiết bị đồng hóa bằng bộ chuyển siêu âm chỉ thích hợp với các mẩu nhỏ, đối với thể tích lớn thì nó cũng cần thiết như là quá trình phụ để tăng hiệu quả cho quá trình trộn và đồng hóa trong toàn bộ mẫu.
Để giúp cho hệ nhũ tương bền thì thời gian cần thiết sử dụng sóng siêu âm từ vài giây đến vài phút. Nếu liên tục sử dụng sóng siêu âm thì làm cho mẫu nóng lên thấy rõ. Thông thường đồng hóa bằng bộ chuyển đổi điện áp được sử dụng để sản xuất các nhũ tương theo mẻ, nhưng chúng cũng được cải tiến thêm để sử dụng cho sản xuất kiểu liên tục (Canselier et al., 2002; Schubert et al., 2003).
Nhược điểm của đồng hóa bằng sóng siêu âm là nếu sử dụng với cường độ cao thì sẽ giảm chất lượng của sản phẩm cụ thể là: protein bị biến tính, oxi hóa lipit, các polisaccharide bị phân cắt.
-Trang 38-
Hình 2.13 - Cấu tạo của đầu dò siêu âm
Đồng hóa bằng tia sóng siêu âm được sử dụng chính trong công nghiệp thực phẩm để tạo ra hệ nhũ tương. Một dòng chất lỏng được tạo ra chạm vào tấm mỏng sắc. Dao động rung nơi tấm mỏng phát sinh ra sóng siêu âm rất mãnh liệt làm phá vỡ bất kỳ giọt nhỏ trong vùng lân cận ngay lập tức. Cơ chế của sự phá vỡ này là kết hợp của sự tạo thành bong bóng khí, sự xén cắt, sự chuyển động hỗn loạn (Gopal, 1968; Canselier et al., 2002). Ưu điểm chính của thiết bị này là áp dụng cho sản xuất liên tục, nó tạo ra những giọt có kích thước rất nhỏ và hiệu quả tiết kiệm năng lượng hơn so với đồng hóa bằng áp lực cao, tức là ít tốn về năng lượng hơn khi tạo ra các giọt nhỏ cùng kích thước (Schubert et al., 2003). Nhược điểm là tấm mỏng dao động thường bị mòn bởi sóng siêu âm với cường độ cao. Lưu lượng dòng chất lỏng chuyển động có thể dao động trong khoảng 1 – 500 000 l/h. Phần thể tích được rọi bằng sóng siêu âm Công tắc điều chỉnh mức năng lượng Mẫu
-Trang 39-
Hình 2.14 - Cấu tạo của thiết bị đồng hóa tia siêu âm
Hình 2.15 - Thiết bị đồng hóa tia siêu âm sử dụng trong công nghiệp Thông số công nghệ:
Tần số: 20 - 30 kHz Nhiệt độ: 50 - 55oC Thời gian: 3 - 5 phút
-Trang 40-
-Trang 41-