III. CHUẨN BỊ DỊCH TRÍCH RAU QUẢ
1.2.4.3. Thiết bị nghiền
Trong thực tế sản xuất, cĩ rất nhiều loại thiết bị ngiền được áp dụng trong cơng tác chuẩn bị dịch quả để sản xuất rượu mùi
Thiết bị sử dụng dao cắt Nguyên tắc hoạt động
Ép
- M ục đ í c h : thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu quá trình này ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất thu hồi dịch trích từ trái cây.
- Bản chất của quá trình ép là tác động một áp lực lên khối nguyên liệu dã được qua nghiền xé. Nhờ đĩ, dịch bào với các chất chiết hịa tan sẽ được thốt ra bên ngồi tạo thành dịch quả. Tốc độ thốt của dịch bào từ khối nguyên liệu theo phương trình sau đây
Trong đĩ:
V- tốc độ thốt dịch bào trong quá trình ép
R- đường kính mao quản trong khối nguyên liệu l- chiều dài mao quản
P- áp lực ép
n- độ nhớt của dịch mao quản
nén càng lớn thì tốc độ thốt dịch bào sẽ càng cao. Tuy nhiên thực tế cho thấy, tốc độ thốt dịch bào chỉ tăng nhanh trong một thời gian ngắn sau đĩ giảm đáng kể khi tăng nhanh giá trị áp lực ép trong thời gian quá ngắn, do các mao dẫn trong khối nguyên liệu bị tắt nghẽn, ngăn khơng cho dịch bào thốt ra ngồi. Vì vậy, giải pháp ở đây là tăng áp lực ép từ từ trong suốt quá trình ép.
Dựa vào cơng thức trên ta thấy, ngồi áp lực ép cịn cĩ nhiều thơng số khác cũng ảnh hưởng đến tốc độ thốt dịch bào hay nĩi cách khác là hiệu suất ép, đĩ là: Độ mịn của nguyên liệu sau quá trình nghiền xé, nguyên liệu lớn hay nhỏ cĩ ảnh hưởng đến đường kính, chiều dài của ống mao dẫn trong khối nguyên liệu (ảnh hưởng đến R, l). Bản chất của nguyên liệu –ảnh hưởng đến giá trị η (tùy vào từng nguyên liệu mà độ nhớt của dịch bào là khác nhau).
- Hiện nay cĩ nhiều dạng thiết bị ép trái cây được sử dụng trong sản xuất rượu mùi. Phổ biến nhất là thiết bị ép trục vis, thiết bị ép nằm ngang, thiết bị ép thủy lực…các thiết bị ép được chia thành hai nhĩm:
+ Hoạt động theo phương pháp gián đoạn. + Hoạt động theo phương pháp liên tục.
- Để giúp cho quá trình ép được dễ dàng và đạt hệu quả thu hồi chất chiết từ nguyên liệu trái cây, nên sử dụng thêm những chế phẩm enzym thủy phân cĩ nguồn gốc từ vi sinh vật.
Thực tế cho thấy trong dịch quả thường cĩ chứa một hàm lượng pectin nhất định. Khi pectin bị phân giải trong quá trình nghiền xé nguyên liệu, một phần sẽ hịa tan vào dịch quả. Dung dịch chứa pectin cĩ độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khĩ khăn cho quá trình ép thu dịch quả. Tuy trong bản thân nguyên liệu cũng cĩ mặt enzyme pectinase – là enzyme thủy phân pectin nhưng hoạt tính của pectinase trong quả thường khơng ổn định. Do đĩ, hiện nay, để giúp quá trình ép được thực hiện dễ dàng và nâng cao hiệu quả thu hồi chât chiết từ nguyên liệu trái cây, các nhà sản xuất đã bổ sung chế phẩm enzyme vào trái cây sau cơng đoạn nghiền xé, thời gian xử lý enzyme thường kéo dài từ 30 phút đến 1 giờ. Với tác dụng của enzyme, các phân tử pectin bị giảm kích thước, làm giảm độ nhớt của dịch bào giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn.
Các chế phẩm enzyme thường được sử dụng: Pectinase, cenllulase và hemicellulase: đây là những thành phần chính cấu tạo nên tế bào và lớp kết dính các tế bào trong các mơ thực vật. Sử dụng chế phẩm cenllulase và hemicellulase sẽ giúp cho sự phá hủy cấu trúc tế bào thực vật triệt để hơn. Nhờ đĩ, dịch bào bên trong sẽ thốt ra dễ dàng hơn trong quá trình ép. Bên cạnh đĩ, carbonhydrate cao phân tử bị thủy phân thành những hợp chất đơn giản, dễ hịa tan, gĩp phần làm tăng lượng chất chiết thu được từ nguyên liệu. Tùy vào tính chất của nguyên liệu mà lượng enzyme sử dụng là khác nhau. Thường thì hàm lượng enzyme được xác định bằng phương pháp thực nghiệm.
1.2.5.4. Thiết bị
Hiện nay, cĩ nhiều dạng thiết bị ép trái cây được ứng dụng trong sản xuất rượu mùi. Phổ biến nhất là thiết bị ép trục vis, thiết bị ép bản nằm ngang, thiết bị ép thủy lực… 1.2.5.4.1. Thiết bị ép trục vis
Máy ép hai vít
Hai vít vừa làm nhiệm vụ vận chuyển trong xilanh vừa làm nhiệm vụ ép. Vít ép được gắn chặt trên trục. Đường kính trục tăng lên theo mức độ gần đến khoang áp suất. Cơn điều chỉnh sẽ chuyển dịch theo tang quay được gắn trên trục. Mức độ vắt bã phụ thuộc vào kích thước khe hở giữa cơn và xilanh. Vít tải chuyển bã từ phễu chứa vào vít ép rồi vào khoảng áp suất. Bã sau khi ép được thải ra qua khe hở giữa cơn và xilanh, chất lọc qua các lỗ trong xilanh vào thùng chứa theo các đoạn ống.
Kết cấu của máy ép trục vít. Loại này bảo đảm vắt bã từ 85 ÷ 90% ở nhiệt độ 58÷ 600C đến 60 ÷ 65% ở nhiệt độ 65 ÷ 70 0C. Thiết bị gồm phễu tháo liệu, xilanh lọc, vít tải và các cơ cấu để tháo liệu. Xilanh lọc được hình thành bởi giàn thanh lĩt tháo rời được gắn trên các vành. Giữa các thanh ở đoạn cuối tạo thành bảy vùng cĩ kích thước khe hở khác nhau: kích thước khe hở hai vùng đầu 0,6 mm, vùng thứ ba và thứ bốn 0,4 và những vùng cịn lại 0,2 mm.
Trục vít gồm các ống vít được phân bổ trên trục. Giữa các ống cĩ vịng trung gian. để thực hiện hành trình của các dao. Khối ẩm cho qua phễu nạp liệu vào vùng hoạt. động. Trục vít làm chuyển dời khối ẩm và ép qua cửa tháo liệu dưới áp suất 1 ÷ 5 MPa. Phần chiết được tách ra qua khe vỏ lọc, cịn khối ép cĩ độ ẩm 60 ÷ 65% ở nhiệt độ
65÷70 0C được tách ra qua cơ cấu chất liệu.
Năng suất của máy tính theo sản phẩm ban đầu 4000 kg/h, đường kính vít trục 320 mm, cơng suất động cơ 17 kW.
Hình 5. Sơ đồ hoạt động của thiết bị ép dạng bảng
1.2.5.4.2. Máy ép thủy lực
Nguyên lý hoạt động
Dưới sức ép thủy lực, nguyên liệu quả sẽ bị ép lại dịch quả trong nguyên liệu sẽ thốt ra ngồi.
Hình: Máy ép thủy lực 1.2.5.4.3. Máy ép kiểu vắt
Để tách hồn tồn phần chiết ra khỏi bã, người ta sử dụng máy ép kiểu vắt. Hiệusuất của quá trình được xác định bởi sự tách hồn tồn pha lỏng, cũng như chất lượng phần chiết được (khơng chứa các tiểu phần rắn). Khi vắt chất lỏng tự do dễ dàng tách khỏi phần khơ. Dùng phương pháp ép khơng thể tách hồn tồn phần chiết. Luơn luơn ở trong bã cịn lại một lượng chất chiết, khơng thể tách được ở dạng cân bằng tương ứng với áp áp suất và nhiệt độ đã cho.
Máy ép được ứng dụng để vắt được chia ra làm hai nhĩm: máy ép cơ học tác động tuần hồn, tác động thủ cơng, loại truyền động cơ học và sức ép bằng thuỷ lực, loại khí động học; máy ép cĩ tác động liên tục - vít tải, lệch tâm, băng tải, ly tâm và trục quay. Nhược điểm của các máy ép tác động tuần hồn là năng suất khơng cao, kích thước lớn, nên ít được ứng dụng trong cơng nghiệp thực phẩm.
Máy ép vít tác động liên tục cĩ tiến bộ và hồn hảo hơn vì cho phép cơ khí hố và tự hố quá trình. Sau khi tách sơ bộ phận chiết, bã cho vào phễu chứa và dùng vít tải để chuyển vào xilanh đột lỗ, vào khoang vắt và cuối cùng thải ra khỏi máng. Trị số tối ưu đường kính của bộ phận đột lỗ là 2 mm. Khi đường kính lớn hơn, chất lượng của chất lọc bị giảm . Tổng trị số tiết diện thống của các lỗ (bề mặt thốt nước) chiếm 5 ÷ 8%.
Áp suất ép được điều chỉnh nhờ các bộ phận kết cấu khác nhau. Phần chiết qua lỗ xilanh theo đường ống vào thùng chứa. Để cho bã chuyển dời dọc theo trục vít thì hệ số ma sát dọc theo trục vít cần phải nhỏ, cịn hệ số ma sát của tường xilanh phải lớn hay nĩi cách khác, bã sẽ quay cùng với vít tải mà khơng cĩ chuyển vị dọc trục. Để tăng hệ số ma sát và tăng năng suất vít tải, tường bên trong xilanh cần phải cĩ những rãnh dọc.
Phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện
Là khâu quan trọng nhất trong qui trình vì nĩ quyết định đặc điểm, tính chất của sản phẩm. Mỗi hãng rượu cĩ 1 bí quyết pha chế riêng để làm nên đặc trưng của sản phẩm của họ.
M
ụ c đí c h : Ổn định thành phần hĩa học của dịch quả, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản bán thành phẩm
- Khi phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện, biến đổi quan trọng xảy ra là sự đơng tụ một số hợp chất dạng keo cĩ trong dịch quả. Theo Malsev (1980) thì những hợp chất này bao gồm pectin, protein, một số chất màu…
Thực tế cho thấy, khi chúng ta phối trộn dịch táo hoăc mâm xơi với cồn tinh luyện thì các kết tủa sẽ xuất hiện ngay và cĩ thể quan sát được bằng mắt thường. Thành phần của những kết tủa này chủ yếu là pectin.
Cịn khi phối trộn dịch hoa anh đào hoặc mận với cồn, sự hình thành các kết tủa sẽ diễn ra chậm hơn rất nhiều.
- Ngồi sự kết tủa của các hợp chất keo, người ta cịn thấy cĩ sự kết lắng của những mảnh vỡ rất mịn của tế bào nguyên liệu. đây là những mảnh vỡ cịn sĩt lại trong dịch quả sau quá trình ép và tách bã.
- Thiết bị phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện thường cĩ dạng hình trụ đứng, được làm bằng thép khơng rỉ, bên trong cĩ cánh khuấy. trong quá trình phối trộn, cánh khuấy sẽ hoạt động liên tục để thu được một hỗn hợp đồng nhất.
- Tùy theo loại trái cây sử dụng mà tỷ lệ phối trộn giữa thể tích dịch quả và cồn tinh luyện là khác nhau. Thơng thường, độ cồn trong hỗn hợp sau quá trình phối trộn khơng thấp hơn 25%. Cơng thức phối trộn hay tỷ lệ phối trộn giữa các thành phần nguyên liệu là một bí quyết cơng nghệ của các nhà sản xuất. Mỗi cơng thức phối chế sẽ cho ra một sản phẩm đặc trưng riêng.
thức:
V j × Am Va =
Aa − Am
Trong đĩ Vα – thể tích cồn tinh luyện cần sử dụng (l) Vj – thể tích dịc quả sử dụng để phối trộn (l) Aα – nồng độ cồn tinh luyện (%v/v)
Am – nồng độ cồn của hỗn hợp sau khi phối trộn (%v/v)
Trong quá trình phối trộn, nhà sản xuất cĩ thể bổ sung thêm đường sacchrose, các chất màu, chất mùi nhằm mục đích cơng nghệ riêng.
1.2.6.2. Biến đổi quan trọng xãy ra trong quá trình phối trộn Sự đơng tụ các hợp chất keo.
Sự kết lắng các mảnh vở nguyên liệu. 1.2.6.4. Thiết bị
Thiết bị phối trộn thường cĩ dạng hình trụ đứng hoặc ngang, bên trong cĩ cánh khuấy. Trong quá trình phối trộn, cánh khuấy sẽ hoạt động liên tục để thu được hỗn hợp đồng nhất.
Hình 14: Máy trộn ngang
Nguyên tắc hoạt động
Dịch quả và cồn tinh luyện qua cửa nhập liệu sẽ được các cánh khuấy trong thiết bị khuấy đề, làm cho các thành phần nguyên liệu hịa quyện vào nhau, tạo hỗn hợp đồng nhất, sau đĩ qua cửa tháo liệu đi đến thiết bị lắng và tàng trữ.
Lắng và tàng trữ
Sau khi thực hiện quá trình phối trộn dịch quả với cồn tinh luyện, hỗn hợp được bơm qua thiết bị lắng và tàng trữ.
- M ụ c đ íc h :
Dịch quả là dung dịch trong đĩ cĩ đường, acid, muối, chất chát, chất màu và các chất khác của quả. Dịch quả khơng chỉ là dịch bào mà cịn chứa các phần tử của mơ quả. Kích thước và hàm lượng các phần tử này trong dịch quả tuỳ thuộc vào nguyên liệu, phương pháp sơ chế và kỹ thuật ép.
Dịch quả mới ép chứa các hạt lơ lửng cĩ kích thước khác nhau: hạt thơ cĩ độ lớn trên 10-2 cm, hạt mịn 10-2 đến 5.10-5 cm, dung dịch keo cĩ các hạt với kích thước 10-5 đến 10-7 cm. Muốn cĩ nước quả trong suốt phải loại các hạt lơ lửng trơng thấy bằng mắt thường, song do cĩ hệ thống keo nên việc tách các hạt lơ lửng gặp trở ngại. Vì vậy phải phá huỷ hệ thống keo mới cĩ thể tách được hết các hạt lơ lửng và làm cho dịch quả trong. Và quá trình lắng – tàng trữ trong cơng nghệ sản xuất rượu mùi khơng ngồi mục đích đĩ. Do trong quá trình lắng - tàng trữ các hạt keo lơ lững hay các mảnh vỡ rất nhỏ của nguyên liệu cịn xĩt sẽ lắng xuống đáy, tách phần cặn này chúng ta sẽ được dịch quả trong.
Ngồi ra, trong quá trình lắng và tàng trữ, các thành phần nguyên liệu sẽ hịa quyện vào nhau tạo hương vị hài hịa, thu hỗn hợp đồng nhất, tăng chất lượng cho sản phẩm.
Thiết bị lắng và tàng trữ cĩ dạng hình trụ, đáy cơn, thường được làm bằng gỗ sồi, ngày nay, một số nhà máy sử dụng thiết bị được chế tạo bằng thép khơng rỉ. Thể tích thiết bị thường 2-10 m3, chiều cao thiết bị 2-2,5m. Quá trình lắng và tàng trữ thường được thực hiện ở nhiệt độ phịng
Tùy thuộc vào khả năng lắng của các cấu tử keo trong hỗn hợp mà thời gian thực hiện cĩ thể thay đổi từ 10-25 ngày.