Bố trí thí nghiệm xác định chất trợ sấy
Trong quá trình sấy phun việc lựa chọn ra một chất hỗ trợ sấy thích hợp là rất quan trọng, vì chất trợ sấy ảnh hưởng đến chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm tạo thành. Cần phải lựa chọn chất trợ sấy sao cho vừa đảm bảo giá trị cảm quan tốt cho sản phẩm, vừa giúp hỗ trợ thu được tỉ lệ phlorotannin trong sản phẩm nhiều, mà vẫn đảm bảo được hoạt tính chống oxy hóa của nó. Tiến hành khảo sát với ba chất trợ sấy là maltodextrin, monodextrin, và succrose.
Phối trộn
Maltodextrin Monodextrin Succrose
Sấy phun Bột Xác định Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy hóa tổng Áp suất (bar): 0,6 Tốc độ bơm: 15 v/p Nhiệt độ đầu vào: 1200C Nhiệt độ đầu ra: 900C Tỷ lệ chất trợ sấy/ dịch: 10%
Lựa chọn chất trợ sấy Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát chất trợ sấy
Cách tiến hành thí nghiệm:
Dịch chiết phlorotannin được định lượng là 500ml cho mỗi mẫu, tiến hành bổ sung lần lượt maltodextrin, monodextrin và succrose vào ba mẫu với tỷ lệ khối lượng trợ sấy/ dịch chiết là 10%.
Sau đó các mẫu trên được đem sấy phun ở điều kiện giống nhau: - Áp suất bơm mẫu: 0,6 bar
- Nhiệt độ đầu vào quá trình sấy: 1200C - Nhiệt độ đầu ra của quá trình sấy: 900C - Tốc độ bơm nhập liệu: 15 vòng/phút.
Sản phẩm thu được sau quá trình sấy được đem đánh giá xác định hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tổng của phlorotannin cùng với hiệu suất thu hồi sản phẩm. So sánh và đánh giá kết quả thu được, lựa chọn ra chất trợ sấy phù hợp với yêu cầu của sản phẩm.
Bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ chất trợ sấy
Bổ sung chất trợ sấy có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nếu bổ sung quá ít có thể không phát huy được tác dụng của chất trợ sấy, mà gây ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi sản phẩm. Bổ sung quá nhiều chất trợ sấy thì sản phẩm
Phối trộn Sấy phun Bột Xác định Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy hóa tổng 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% Chọn tỷ lệ chất trợ sấy Áp suất (bar): 0,6 Tốc độ bơm: 15 v/p Nhiệt độ đầu vào: 1200C Nhiệt độ đầu ra: 900C
thu được lại có phần lớn là chất trợ sấy, trong khi đó sản phẩm cần thu lại ít và có thể gây thất thoát sản phẩm. Ngoài ra khi nồng độ chất khô của sản phẩm quá ảnh hưởng đến quá trình sấy phun, do việc phun mẫu sấy gặp khó khăn, những yếu tố dó có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Do đó cần phải lựa chọn tỉ lệ trợ sấy bổ sung sao cho thích hợp để mang lại hiệu quả tốt nhất cho quá trình sấy phun.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tỷ lệ chất trợ sấy
Cách tiến hành thí nghiệm:
Mỗi thí nghiệm gồm 7 mẫu dịch chiết phlorotannin, mỗi mẫu có thể tích là 500ml, bổ sung vào các mẫu đó với tỷ lệ trợ sấy/ dịch chiết là khác nhau lần lượt là 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%. Đem sấy riêng từng mẫu, thí nghiệm được lặp lại để đảm bảo tính chính xác.
Giữ cố định các thông số của quá trình sấy phun như sau: - Áp suất bơm mẫu: 0,6 bar
- Nhiệt độ đầu vào quá trình sấy: 1200C - Nhiệt độ đầu ra của quá trình sấy: 900C - Tốc độ bơm nhập liệu: 15 vòng/phút
Tốc độ bơm: 15 v/p Nhiệt độ đầu vào: 1200C Nhiệt độ đầu ra: 900C
Bột Xác định
Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy
hóa tổng Chọn áp suất bơm
Sấy phun
0,4 0,6 0,8 1,0
Sản phẩm thu được sau quá trình sấy phun được đem đi xác định hàm lượng, hoạt tính của phlorotannin. Đánh giá cảm quan về trạng thái và mức độ hút ẩm cũng như vị của sản phẩm. Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm đối với từng mẫu. Tổng hợp lại kết quả của các thí nghiệm. So sánh, đánh giá để chọn ra mẫu sấy tốt nhất, vừa đảm bảo được hoạt tính chống oxy hóa tổng của phlorotannin vừa có lượng phlorotannin thu được với hiệu suất cao.
Bố trí thí nghiệm khảo sát áp suất bơm
Áp suất khí nén trong quá trình bơm mẫu có nhiệm vụ làm quay đầu phun sương, tạo các hạt sấy. Áp suất điều chỉnh sẽ tạo các hạt sấy có kích thước khác nhau do đó cần tiến hành nghiên cứu để xác định áp suất bơm phù hợp.
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát áp suất bơm
Thí nghiệm được tiến hành như sau:
Các mẫu dịch chiết phlorotannin được bổ sung trợ sấy với tỷ lệ trợ sấy/ dịch là 10%. Sau đó được đem sấy phun với các áp suất bơm khác nhau lần lượt là: 0,4, 0,6, 0,8 và 1bar. Các thông số còn lại của quá trình sấy được giữ cố định: Tốc độ bơm nhập liệu: 15 vòng/phút, nhiệt độ đầu vào quá trình sấy: 1200C, nhiệt độ đầu ra quá trình sấy: 900C.
Sản phẩm bột thu được của từng mẫu từ quá trình sấy phun được xác định hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa. Sau đó so sánh và lựa chọn ra mẫu đạt hàm
Nhiệt độ đầu vào: 1200C Nhiệt độ đầu ra: 900C
Bột Xác định Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy hóa tổng Chọn tốc độ bơm Sấy phun
10a 20a 30a 40a 50a
lượng và hoạt tính chống oxy hóa tốt nhất, nhằm lựa chọn ra áp suất bơm phù hợp cho quá trình sấy.
Bố trí thí nghiệm khảo sát tốc độ bơm
Tốc độ bơm nhập liệu ảnh hưởng lớn đến lưu lượng dòng nhập liệu, năng suất của thiết bị và nhiệt độ của không khí đầu ra. Nếu tốc độ bơm nhập liệu cao thì tương ứng với thời gian lưu của vật liệu sấy trong buồng sấy tăng. Do đó hiệu quả sấy sẽ không cao. Độ ẩm của sản phẩm tăng, phần hạt ẩm dính lại trong buồng sấy cũng tăng dẫn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm sau quá trình sấy phun giảm. Nếu tốc độ bơm nhập liệu quá thấp, cũng gây ảnh hưởng đến thiết bị, lúc này thiết bị làm việc kém ổn định, thời gian sấy dài. Do đó cần bố trí các thí nghiệm để xác định và lựa chọn tốc độ bơm thích hợp cho quá trình sấy. Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
a: ký hiệu của vòng/phút
Hình 2.5.Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tốc độ bơm
Cách tiến hành thí nghiệm:
Nghiên cứu sấy phun các mẫu dịch chiết phlorotannin có thể tích 500ml/mẫu ở các tốc độ bơm khác nhau 10, 20, 30, 40, 50 vòng/phút. Tiến hành thí nghiệm với mỗi tốc độ bơm là 3 lần. Cố định các thông số khác của quá trình sấy:
- Áp suất bơm mẫu: Kết quả của thí nghiệm khảo sát áp suất bơm. - Nhiệt độ đầu vào quá trình sấy: 1200C
Nhiệt độ đầu ra: 900C
Bột Xác định
Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy
hóa tổng Chọn nhiệt độ đầu vào
Sấy phun
1100C 1200C 1300C 1400C 1500C - Nhiệt độ đầu ra của quá trình sấy: 900C
- Tỷ lệ chất trợ sấy/dịch: Được xác định ở thí nghiệm khảo sát tỷ lệ chất trợ sấy/ dịch chiết.
Những sản phẩm thu được từ thí nghiệm được đánh giá về hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tổng của phlorotannin, độ ẩm và hiệu suất thu hồi sản phẩm. Kết quả của những đánh giá đó đem so sánh để chọn ra mẫu tốt hơn trong các mẫu, lựa chọn tốc độ bơm phù hợp đối với sản phẩm bột phlorotannin.
Bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đầu vào.
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến hiệu quả của quá trình sấy phun và chất lượng sản phẩm thu được. Nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều bất lợi cho quá trình sấy phun dịch chiết phlorotannin. Nhiệt độ không khí sấy thấp thì độ ẩm sản phẩm vẫn còn cao, nên bám nhiều trên thành thiết bị dẫn đến làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy. Nhiệt độ không khí sấy tăng làm độ ẩm sản phẩm giảm, hiệu suất thu hồi và hàm lượng phlorotannin tăng lên, nhưng nếu nhiệt độ sấy cao quá thì hàm lượng phlorotannin có thể bị giảm xuống, do chúng bị phân hủy ở nhiệt độ cao 180-2000C. Do đó cần phải nghiên cứu để lựa chọn nhiệt độ sấy phù hợp sao cho lượng sản phẩm và hoạt tính phlorotannin thu được là nhiều nhất, mà vẫn đảm bảo độ ẩm của sản phẩm sau sấy để thuận lợi cho quá trình vận chuyển, bảo quản và sử dụng sau này.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Cách tiến hành thí nghiệm:
Với các điều kiện của quá trình sấy phun đã nghiên cứu được ở các thí nghiệm trên, tiến hành nghiên cứu nhiệt độ của quá trình sấy. Các mẫu dịch chiết phlorotannin được đựng trong các chai thủy tinh tối màu với thể tích 500ml, được đem sấy với các nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy tương ứng là 110, 120, 130, 140, 1500C. Các mẫu thu được sau quá trình sấy phun được đem đi đánh giá cảm quan, hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin và hiệu suất thu hồi sản phẩm. Sau đó so sánh, đánh giá để lựa chọn nhiệt độ sấy phù hợp nhất, vừa thu được hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin cao, vừa đảm bảo độ ẩm và chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đầu ra
Nhiệt độ đầu ra của quá trình sấy cũng có ảnh hưởng đối với hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tổng của phlorotannin. Vì vậy cần tiến hành nghiên cứu để lựa chọn ra thông số phù hợp của quá trình. Nhiệt độ đầu ra của sản phẩm được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất bơm tương ứng để nhiệt độ đạt 80, 90, 1000C. Cố định các thông số còn lại của quá trình sấy:
- Nhiệt độ đầu vào quá trình sấy: Kết quả của thí nghiệm khảo sát nhiệt độ sấy. - Tốc độ bơm: 15 vòng/ phút.
- Tỷ lệ trợ sấy/ dịch: Kết quả của thí nghiệm khảo sát tỷ lệ bổ sung trợ sấy so với dịch chiết.
Nhiệt độ vào Tốc độ bơm: 15v/p Tỷ lệ trợ sấy/dịch Bột Xác định Hàm lượng phlorotannin Hoạt tính chống oxy
hóa tổng Chọn nhiệt độ đầu ra
Sấy phun
800C 900C 1000C
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đầu ra
Sản phẩm thu được từ quá trình sấy trên được đem đi xác định hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tổng của phlorotannin. Sau đó so sánh, đánh giá và lựa chọn ra thông số phù hợp nhất với quá trình. Sau khi đã lựa chọn được các thông số của quá trình sấy phun, quy trình sấy phun tạo bột phlorotannin chống oxy hóa được đề xuất và tiến hành sấy phun tạo sản phẩm.