Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM
2.3.2.3. Chiết, trích ly:
Mục đích: Thu các glycoside có trong cỏ ngọt. Đồng thời loại bỏ những chất tạo nên dư vị
không mong muốn cho sản phẩm.
Các phương pháp: Hiện nay cáo rất nhiều nghiên cứu cho việc chiết tách chất ngọt có trong
cây cỏ ngọt. Dưới đây là một số phương pháp có thể áp dụng được:
• Chiết bằng các dung môi (ethanol):
Nguyên tắc:
Quá trình này hoạt động trong điều kiện nhiệt độ thấp, ở cuối giai đoạn hoạt động nhiệt độ từ 0-10oC. Để kiểm soát nhiệt độ này người ta thêm vào các mảnh nước đá cùng với lá khô. Để
nâng cao việc tách các hợp chất không mong muốn người ta duy trì nhiệt độ của dung môi từ 2-6
oC tốt nhất là 2oC, tại nhiệt độ này có thể chiết xuất được các hợp chất cao phân tử không mong muốn, lipit và các hợp chất đắng.
Người ta dùng áp lực để phun dung môi vào bồn chứa, để tạo ra một dòng chảy áp lực liên tục. một áp lực tích cực sẽ hổ trợ tích cực trong việc kiểm soát các dòng chảy của dung môi và thời gian lưu lại của dung môi trong bồn chứa. Một áp lực thích hợp nhất là 140kPa.
Lưu lượng chảy của dung môi : 24-30 ml/ phút.
Các yếu tố ảnh hưởng:
Tỷ lệ dung môi: Cũng được kiểm soát để nâng cao tính chọn lọc, với lượng nguyên
liệu lá ít hơn dung môi thì số lượng các hợp chất không mong muốn sẽ được loại bỏ nhiều hơn. Tuy nhiên với số lượng dung môi quá nhiều thì độ ngọt của các hợp chất mong muốn sẽ giảm. tỉ lệ tích hợp giữa dung môi và lá thích hợp khoảng từ 0,03- 0,1:1, cũng có thể sử dụng tỉ lệ 1: 0,05.
Lưu lượng chảy của dung môi và thời gian ngâm cùa nguyên liệu: Hai yếu tố này
cũng rất quan trọng. Thời gian thường 10-20 phút hoặc cao hơn tùy thuộc vào kích thước bồn chứa. Điều này không cần hạn chế mà tùy thuộc vào điều kiện kinh tế hay vấn đề rút ngắn thời gian.
Kích thước ảnh hưởng đến quá trình chiết, năng suất chiết tăng cao nếu nguyên liệu được tán nhỏ.
Hiệu quả của việc chiết các chất ngọt cũng được tăng cường nếu ở trong môi trường axit. PH tốt nhất ở đây là khoảng từ 2-4 nhưng hiệu quả nhất là ở pH =2. Ngoài ra ở pH này thì các hợp chất cao phân tử không mong muốn như protein và acid tannic được loại trừ khỏi các hợp chất ngọt. Để tạo ra môi trường axit này người ta thêm vào các hợp chất có chứa ion H+ như axit photphoric hoặc axit sulfuric. Ngoài ra, các ion khác như canxi cũng có thể được sử dụng.
• Chiết bằng CO2 siêu tới hạn:
Cacbon dioside được dùng để loại bỏ các thành phần không mong muốn tạo nên các vi đắng không mong muốn của các chất ngọt. một nguyên nhân nữa mà người ta sử dụng hợp chất này là an toàn cho sinh lý, không cháy nổ, không gây hại cho môi trường , được phép sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, không để lại cặn trong sản phẩm và có sẵn với một số lượng lớn nhờ các phương pháp tạo khí cacbonic. Việc chiết tách chất ngọt trong cỏ ngọt bằng phương pháp này, sản phẩm có thể được sử dụng như chất ngọt cho nước giải khát với nồng độ thích hợp thì sẽ không tạo hậu vị. đặc tính của chất ngọt này vượt trội so với các chất ngọt tổng hợp khác vì được đặc trưng bởi cấu hình ma mùi vị cũng giống với đường mía.
Hình 2.11. Sơ đồ tạo khí siêu tới hạn
Nguyên tắc:
Cacbon dioxide được nâng lên điều kiện siêu tới hạn (áp suất trên 72,9 bar, nhiệt độ trên 31°C) bởi một bộ tạo áp lực; nhiệt độ được nâng dần tới nhiệt độ để trích ly bằng một phương tiện trao đổi nhiệt trong điều kiện đẳng áp. Sau đó khí cacbon dioxide được nạp vào bình chiết có chứa nguyên liệu để tiến hành công đoạn chiết
Sau khi chiết thì chất tải chiết xuất sẽ được giảm áp suất xuống 72,9 bar, nhiệt độ cũng hạ xuống tạo điều kiện cho các khí ngưng tụ tạo thành các dòng chất lỏng giàu chất ngọt chiết xuất. Tiếp theo quá trình này là giai đoạn giải khí nén, để tách các chất ngọt ra, chất lỏng ngưng tụ ở giai đoạn trước được được làm bay hơi khi nhiệt độ tăng đến khoảng 25-500C. Người ta sẽ tiến hành thu dịch chiết này để tiến hành những bước xử lý tiếp theo.
Phần khí được tái tạo bằng cách hạ nhiệt độ để khí về trạng thái lỏng, có thể được xử lý và sử dụng cho những lần chiết tách tiếp theo.
Nếu sử dụng cacbon dioxide lỏng thì nhiệt độ nằm trong khoảng 0-310C, tốt nhất là 5-310C và áp suất 40-72,9 bar. Các bước xử lý trong trường hợp này cũng giống các bước trong việc xử lý bằng cacbon dioxide siêu tới hạn.
Điều kiện:
Điều kiện tối ưu cho quá trình này là : nhiệt độ khoảng 600C, áp suất 300 bar và tỉ lệ giữa CO2 và nguyên liệu ban đầu dao động trong khoảng 8-100kg/kg nguyên liệu.
Yếu tố ảnh hưởng:
Để có hiệu suất khai thác tốt thí lúc bắt đầu nhập liệu cần chý ý đến tỉ lệ giữa khối lượng của lượng bột nguyên liệu và khối lượng củakhí cacbon dioxide cần được cung cấp. Theo nguyên cứu này thì tỉ lệ tương đối giữa khối lượng CO2 và lượng nguyên liệu ban đầu là từ 8- 100kg CO2/kg nguyên liệu ban đầu. Nếu tỉ lệ chỉ có 5kg CO2/kg nguyên liệu ban đầu thì không có kết quả trong việc loại bỏ các dư vị không mong muốn.
Loại tinh dầu: Cũng là phần quan trọng trong việc tách chiết vì hàm lượng tinh dầu và những chất được xem là lipit có trong cỏ ngọt chiếm tới 5.6%. trong quy trình này người ta dùng ether dầu để tách thành phần lipit. Ngoài ra, chúng ta có thể sử dụng n-hexan để tách lượng tinh dầu này.