Biểu đồ 3.2 cho thấy thấy: cùng ở nhiệt độ sấy 70oC, độ dày lớp nguyên liệu khác nhau sẽ dẫn đến tốc độ thoát hơi nƣớc khác nhau từ đó (thể hiện ở mức độ giảm độ ẩm khác nhau) dẫn đến thời gian sấy khác nhau.
Với độ dày thử nghiệm là 10mm, tốc độ thoát hơi nƣớc nhanh nhƣng so với trƣờng hợp thử nghiệm độ dày 15mm thì khơng nhanh hơn nhiều. Tốc độ thoát hơi nƣớc chậm ở 2h đầu rồi tăng dần và đạt cực đại sau 6 – 7h sấy (độ ẩm giảm 12,20%/h). Sau đó tốc độ thốt hơi nƣớc bắt đầu giảm mạnh, có lẽ do bề mặt bị cháy nhiều làm cản trở q trình thốt hơi nƣớc. Nếu tiếp tục sấy độ ẩm sản phẩm giảm chậm làm tăng chi phí và làm sản phẩm bị cháy nhiều nên ta dừng lại khi độ ẩm 8,05%.
Với độ dày thử nghiệm là 15mm, tốc độ thoát hơi nƣớc khá nhanh. Tốc độ thoát hơi nƣớc 4h đầu chậm sau đó tăng dần và đạt cực đại sau 7 – 8h sấy (độ ẩm giảm
10,44%/h). Sau đó tốc độ thốt hơi nƣớc lại giảm dần, ta dừng lại ở độ ẩm 8,14%. Với độ dày thử nghiệm là 20mm, tốc độ thoát hơi nƣớc chậm. Tốc độ thoát hơi nƣớc 5h đầu chậm sau đó tăng dần và đạt cực đại ở 9 – 10h sấy (độ ẩm giảm 6,94%/h). Sau đó tốc độ thốt hơi nƣớc lại giảm dần, ta dừng lại ở độ ẩm 8,20%.
3.1.2 Nghiên cứu nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men trên máy sấy vạn năng
Trong quá trình sấy thì nhiệt độ là một yếu tố vơ cùng quan trọng, quyết định lớn đến chất lƣợng sản phẩm. Nhiệt độ ảnh hƣởng đến thời gian sấy nấm men đến độ ẩm an toàn, chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy, và hiệu quả kinh tế. Nếu nhiệt độ sấy quá thấp thì thời gian sấy bã nấm men dài làm tăng chi phí sản phẩm, giảm giá trị cạnh tranh của sản phẩm. Nếu nhiệt độ sấy quá cao làm tăng các phản ứng hóa học, gây ra những biến tính khơng có lợi cho sản phẩm nhƣ phản ứng Maillard… bề mặt sảm phẩm dễ bị cháy. Vì vậy, lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình sản xuất bột nấm men giàu protein. Do đó, chúng tơi tiến hành tìm hiểu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến chất lƣợng bã nấm men sau khi sấy. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng 3.2 và Hình 3.3.
Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men ở độ dày 15mm Nhiệt độ (0C) Thời gian (h) Độ ẩm ban đầu (%) Độ ẩm cuối cùng (%) Hàm lƣợng protein (tính theo phần trăm chất khơ) (%) Chi phí năng lƣợng cho 1kg nguyên liệu (kWh/kg) Chất lƣợng sản phẩm bột nấm men 70 12 75,85 8,14 52,01a 0,7 Chất lƣợng sản phẩm tốt, sản phẩm có màu vàng tƣơi,
80 9 75,85 8,06 50,65a 0,67 mùi thơm đặc trƣng, vị ngọt của axit amin, bột khô và mịn. 90 7 75,85 8,03 42,87b 0,65 Chất lƣợng sản phẩm kém hơn, sản phẩm có màu nâu đen, có mùi hơi khét, vị ngọt kém lẫn vị đắng, bột khơ.
Chú thích: giá trị ở cột hàm lượng protein có chữ cái khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05
Hình 3.3: Biểu đồ so sánh hàm lƣợng protein thu đƣợc khi sấy mẫu ở độ dày 15mm ở các nhiệt độ khác nhau.
Kết quả thể hiện ở bảng 3.2 và hình 3.3 cho thấy: cùng sấy ở độ dày 15mm, nhiệt độ khác nhau thì chi phí năng lƣợng riêng và chất lƣợng sản phẩm khác nhau.
Khi sấy ở nhiệt độ 900C, chi phí năng lƣợng cho 1kg nguyên liệu là thấp nhất (0,65 kWh/kg), thời gian sấy (7h) là ngắn nhất nhƣng sản phẩm có chất lƣợng kém. Sản phẩm bị cháy trên bề mặt ở giai đoạn cuối khiến bột nấm men bị phân lớp (một lớp màu nâu đen và một lớp màu vàng). Sản phẩm có mùi khét, lớp màu nâu đen có vị hơi đắng, hàm lƣợng protein thấp.
Khi sấy ở nhiệt độ 700C, 800C, chất lƣợng sản phẩm tốt, hàm lƣợng protein giảm khơng đáng kể (hai cơng thức khác nhau khơng có ý nghĩa). Chi phí năng lƣợng riêng thấp hơn ở nhiệt độ 800
C (0,67 kWh/kg). Vì vậy nhiệt độ 800C là nhiệt độ thích hợp nhất để sấy bã nấm men ở độ dày 15mm.
● Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ sấy
Tốc độ sấy ở một thời điểm tại những nhiệt độ nhất định giúp ta lựa chọn chế độ sấy phù hợp với từng mẫu sấy khác nhau. Việc nghiên cứu tốc độ sấy giúp ta tận dụng những tốc độ sấy cao để rút ngắn khoảng thời gian sấy mà không làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Do đó mà chúng tơi tiến hành nghiên cứu sự ảnh hƣởng của thời gian sấy đến tốc độ thoát hơi nƣớc mẫu sấy ở ba nhiệt độ khác nhau (70oC, 80oC, 90oC) trong cùng điều kiện về độ dày mẫu và độ ẩm mẫu. Kết quả đƣợc trình bày ở hình 3.4 sau.
Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến tốc độ sấy
Kết quả ở hình 3.4 cho thấy:
Ở nhiệt độ 900C, trong 1h đầu tốc độ bay hơi nƣớc chậm, bắt đầu từ 2h trở đi tốc độ bay hơi nƣớc tăng dần và tốc độ bay hơi nƣớc cao nhất ở 4 – 5h (độ ẩm giảm 12,89%/h). Sang 6h tốc độ bay hơi nƣớc giảm đi và 7h thì độ ẩm trong sản phẩm là 8,03%. Nếu tiếp tục sấy độ ẩm sản phẩm giảm chậm nên làm tăng chi phí năng lƣợng riêng, sản phẩm bị cháy trên bề mặt nên ta nên dừng quá trình sấy khi độ ẩm sản phẩm khoảng 8%.
Ở nhiệt độ 800C, trong 2h đầu tốc độ bay hơi nƣớc chậm và tăng dần trong những giờ tiếp theo. Tốc độ bay hơi nƣớc cao nhất ở 6 – 7h (độ ẩm giảm 12,17%/h) và lại giảm xuống ở những giờ tiếp theo và 9h độ ẩm trong sản phẩm là 8,06% thì quá trình sấy dừng lại.
Ở nhiệt độ 700C, trong 3h đầu tốc độ bay hơi nƣớc chậm và sau đó tăng dần, cực đại ở 7 – 8h (độ ẩm giảm 10,44%/h). Sau đó tốc độ bay hơi nƣớc giảm đi và đến 12h thì độ ẩm trong sản phẩm là 8,14%, quá trình sấy dừng lại.
Trƣớc hết, sấy ở nhiệt độ 900C cho đến khi độ ẩm trong nguyên liệu giảm xuống khoảng 40% (khoảng 4h đầu quá trình sấy) thì giảm nhiệt độ xuống 800C để sản phẩm khơng bị cháy mà chi phí năng lƣợng riêng là thấp nhất.
Nhƣ vậy, tổng hợp các kết quả nêu trên, với máy sấy vạn năng ta chọn đƣợc chế độ sấy thích hợp nhƣ sau: Độ dày mẫu 15 mm, nhiệt độ sấy 800C trong khoảng thời gian 9h hoặc 900C trong 4h giờ đầu sau đó giảm nhiệt độ xuống 800C và sấy đến độ ẩm 8% thì dừng lại.
3.2 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy phun
3.2.1 Lựa chọn nhiệt độ đầu vào thích hợp cho sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86%
Nhiệt độ đầu vào làm ảnh hƣởng đến cảm quan, chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy, tác động trực tiếp đến tiêu hao năng lƣợng riêng. Để lựa chọn nhiệt độ đầu vào thích hợp cho sấy bã nấm men chúng tôi sấy bã nấm men ở ba điều kiện khác nhau ở nhiệt độ đầu vào nhƣng có cùng các thơng số về nhiệt độ đầu ra, độ ẩm bã. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.5 sau:
Bảng 3.3. Kết quả sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86% ở nhiệt độ đầu vào khác nhau
Nhiệt độ đầu vào (oC) Nhiệt độ đầu ra (oC) Thời gian sấy (h) Độ ẩm ban đầu (%) Độ ẩm cuối (%) Hàm lƣợng protein (tính theo % chất khơ) (%) Chi phí năng lƣợng riêng (kWh/kg) Nhận xét 220 100 2,5 86% 14,15 53,19a 2,3 Bột có độ ẩm cao, có phần bị vón cục. Một phần nguyên liệu bị dính lại trên thành
bình sấy do nhiệt độ chƣa đủ cao để làm khơ hồn tồn lƣợng nguyên liệu phun vào bình sấy.
250 100 2,5 86% 10,08 52,76a 2,5
Bột khô và mịn, màu trắng sữa, mùi thơm đặc trƣng, vị ngọt của axit amin. Bình sấy khơ, bột khơng dính trên thành bình nên lƣợng bột thu đƣợc nhiều. 280 100 2,5 86% 8,42 49,95b 2,6 Bột khô và mịn, màu trắng ngà, mùi thơm đặc trƣng, vị ngọt. Tuy nhiên, trong bình sấy một phần nguyên liệu bị cháy dính trên thành bình. Phần bột đƣợc thổi ra ít hơn.
Chú thích: giá trị ở cột hàm lượng protein có chữ cái khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05
Hình 3.5: Biểu đồ so sánh hàm lƣợng protein thu đƣợc khi sấy mẫu trên máy sấy phun ở nhiệt độ đầu vào khác nhau.
Các kết quả thể hiện ở bảng 3.3 và hình 3.5 cho thấy:
- Khi sấy bã nấm men bia ở nhiệt độ đầu vào 220 oC cho bột nấm men có hàm lƣợng protein là 53,19%, khơng có sự khác biệt so với khi sấy phun ở nhiệt độ 250 oC, và bột có độ ẩm (14,15% ) cao nhất, chi phí năng lƣợng riêng (2,3 kWh/kg) thấp nhất trong ba nhiệt độ thí nghiệm.
- Khi sấy bã nấm men bia ở nhiệt độ đầu vào 250 oC cho bột có hàm lƣợng protein cao tƣơng đƣơng với khi sấy ở nhiệt độ đầu vào 220 oC và lƣợng bột thu đƣợc nhiều nhất, chất lƣợng cảm quan tốt, với độ ẩm (10,08%) và chi phí năng lƣợng riêng (2,5 kWh/kg) ở mức trung bình so với hai nhiệt độ cịn lại.
- Khi sấy bã nấm men bia ở nhiệt độ đầu vào 280 oC cho bột có hàm lƣợng protein thấp nhất (49,95%) và có sự khác biệt có ý nghĩa so với hai cơng thức sấy cịn lại. Chất lƣợng bột tốt nhƣng số lƣợng bột ít, chi phí năng lƣợng riêng cao nhất (2,6 kWh/kg) so với hai nhiệt độ còn lại.
Từ các nhận xét trên, chúng tơi lựa chọn nhiệt độ sấy phun thích hợp cho bã nấm men là: Nhiệt độ đầu vào: 250oC, nhiệt độ đầu ra: 100o
C.
3.2.2 Lựa chọn độ ẩm nguyên liệu thích hợp cho sấy phun ở nhiệt độ đầu vào thích hợp
Độ ẩm của nguyên liệu cũng sẽ ảnh hƣởng đến nhiệt độ sấy. Nguyên liệu có độ ẩm khác nhau sẽ có nhiệt độ thích hợp khác nhau. Ngun liệu bã nấm men, độ ẩm càng cao thì nhiệt độ sấy phải càng cao để có thể sấy khơ cùng một lƣợng ngun liệu mà kim phun phun vào bình sấy. Nếu độ ẩm thấp, hàm lƣợng chất khơ q nhiều có thể gây tắc vịi phun.
Với điều kiện của phịng thí nghiệm, chúng tơi tiến hành sấy bã nấm men độ ẩm 84% và 86% và 88% ở nhiệt độ đầu vào 250oC, nhiệt độ đầu ra 100o
C. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.4 sau:
Bảng 3.4. Kết quả sấy phun bã nấm men có độ ẩm khác nhau ở nhiệt độ đầu vào thích hợp Nhiệt độ đầu vào (oC) Nhiệt độ đầu ra (oC) Độ ẩm ban đầu (%) Độ ẩm cuối (%) Hàm lƣợng protein (tính theo % chất khơ) (%) Nhận xét 250 100 88% 15,10 53,70a Bột có độ ẩm cao, có phần bị vón cục. Một phần nguyên liệu bị dính lại trên thành bình sấy
250 100 86% 10,08 52,76a
Bột khô và mịn, màu trắng sữa, mùi thơm đặc trƣng, vị ngọt của axit amin. Bình sấy khơ, bột khơng dính trên thành bình nên lƣợng bột thu đƣợc nhiều.
250 100 84%
Hàm lƣợng chất khơ cao làm tắc vịi phun khiến cho nguyên liệu khơng thể phun vào bình sấy
Chú thích: giá trị ở cột hàm lượng protein có chữ cái khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05
Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy: Với những độ ẩm đầu vào khác nhau, có thể lựa chọn đƣợc các nhiệt độ sấy thích hợp khác nhau. Hàm lƣợng chất khơ khơng nên nhỏ hơn 10% vì hiệu suất thu hồi khơng cao, tốn thời gian và năng lƣợng sấy, sản phẩm không đƣợc làm khô. Hàm lƣợng chất khô trong nguyên liệu nên nằm trong khoảng 10 – 15%.
3.3 Đánh giá chất lƣợng nấm men sau khi sấy trên máy sấy vạn năng và máy sấy phun
3.3.1 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy vạn năng
Bột nấm men sau khi sấy ở nhiệt độ 800C trên khay sấy bề dày 15mm đƣợc đem đi phân tích hàm lƣợng ẩm, hàm lƣợng protein và đánh giá các chỉ tiêu cảm quan nhƣ màu sắc, mùi, vị. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.6 dƣới đây:
Bảng 3.5: Thành phần hóa học của bột nấm men thành phẩm
Lần sấy Hàm lƣợng ẩm (%) Hàm lƣợng chất khô (%) Hàm lƣợng protein tổng số (%) 1 8,06 91,94 46,71 2 8,02 91,98 47,24 3 8,10 91,90 45,49 Trung bình 8,06 91,94 46,48
Hình 3.6: Biểu đồ thành phần hóa học của bột nấm men sấy khay
Hình 3.7: Bột nấm men sấy trên máy sấy vạn năng ở nhiệt độ 800C trên khay sấy độ dày 15mm.
Các kết quả thể hiện ở bảng 3.5 và hình 3.6, 3.7 cho thấy: bột nấm men có hàm lƣợng chất khô là 91,94%, protein 46,48% (chiếm khoảng 50,54% hàm lƣợng chất khô).
Hàm lƣợng ẩm nhƣ vậy đã giảm tới mức an tồn, có thể bảo quản bột nấm men trong một thời gian dài.
Về các đặc tính cảm quan, sau khi sấy nhƣ trên: về màu sắc, sản phẩm có màu vàng tƣơi, khơng bị phân lớp; về mùi, sản phẩm có mùi thơm ngọt đặc trƣng; về vị, sản phẩm có vị ngọt lợ của axit amin, giống vị ngọt của mì chính. Sản phẩm ở dạng bột khơ, mịn. Sản phẩm nhƣ vậy có thể dùng làm thức ăn bổ sung protein cho ngƣời, cho gia súc hoặc làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm khác nhƣ: gia vị thực phẩm, dƣợc phẩm,…
3.3.2 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy phun
Bột nấm men sấy trên máy sấy phun ở nhiệt độ đầu vào 250oC, nhiệt độ đầu ra: 100oC, độ ẩm 86% đƣợc đem đi xác định hàm lƣợng ẩm, hàm lƣợng protein tổng số và đánh giá một số chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi, vị…
Bảng 3.6. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun Lần Lần sấy Hàm lƣợng ẩm (%) Hàm lƣợng chất khô (%) Hàm lƣợng protein tổng số (%) 1 10,05 90,95 48,77 2 10,06 90,94 47,86 3 10,12 90,88 47,28 Trung bình 10,08 90,92 47,97
Hình 3.8: Biểu đồ thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun
Hình 3.9: Bột nấm men sấy phun ở nhiệt độ đầu vào 250oC, đầu ra 100 oC và độ ẩm ban đầu 86%
Kết quả thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.8, 3.9 cho thấy: bột nấm men sấy phun có độ ẩm 10,08%, hàm lƣợng protein tổng số chiếm 47,97% (khoảng 52,76% hàm lƣợng chất khô).
Hàm lƣợng ẩm đã giảm tới mức an tồn, có thể bảo quản bột nấm men trong một thời gian dài. Về màu sắc, sau khi sấy bột nấm men có màu trắng sữa; về mùi, bột
nấm men có mùi thơm ngọt đặc trƣng; về vị, có vị ngọt lợ của axit amin, giống vị ngọt của mì chính. Bột khơ và rất mịn. Sản phẩm có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm nhƣ: gia vị thực phẩm, dƣợc phẩm, thức ăn bổ sung protein cho ngƣời…
Hình 3.10: Biểu đồ so sánh hàm lƣợng ẩm của nguyên liệu, bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun
Khi so sánh hàm lƣợng ẩm của bột nấm men sau khi sấy khay với sau khi sấy phun, kết quả (hình 3.10) cho thấy: Nấm men nguyên liệu đem sấy khay có độ ẩm ban đầu (75,85%), sau khi sấy khay độ ẩm (8,06%), vậy độ ẩm giảm 9,4 lần. Trong khi đó, nấm men nguyên liệu đem sấy phun (cần có độ ẩm cao hơn sấy khay) thì độ ẩm ban đầu là 86%, sau khi sấy là 10,08%, tức là giảm 8,7 lần.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Nguyên liệu sấy khay
Bột sấy khay Nguyên liệu sấy phun
Bột sấy phun
Hình 3.11: Biểu đồ so sánh lƣợng protein trong nguyên liệu, bột sấy khay, bột sấy phun
Khi phân tích hàm lƣợng protein của các sản phẩm sau sấy khay và sấy phun, kết quả (hình 3.11) cho thấy:
Khi sấy khay, hàm lƣợng protein tổng số sau khi sấy thay đổi không đáng kể. Trƣớc khi sấy, hàm lƣợng protein chiếm 54,69% trong thành phần chất khô. Sau khi sấy hàm lƣợng protein là 50,94% trong thành phần chất khô. Nhƣ vậy hàm lƣợng protein giảm đi khơng đáng kể trong q trình sấy.
Khi sấy phun, hàm lƣợng protein tổng số cũng giảm không đáng kể sau khi sấy phun.