3.1 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy vạn năng
3.1.1 Nghiên cứu độ dày thích hợp cho bã nấm men trên máy sấy vạn năng
Độ dày mẫu ảnh hƣởng rất lớn đến thời gian sấy cũng nhƣ chất lƣợng của sản phẩm sau khi sấy vì vậy mà chúng tơi đã nghiên cứu sấy mẫu ở các độ dầy khác nhau trong cùng một điều kiện nhiệt độ (70oC) và cùng độ ẩm nguyên liệu (78,55%), sấy đến độ ẩm 8% thì dừng lại. Kết thúc q trình sấy, chúng tơi ghi lại thời gian sấy với mỗi mẫu sấy, tính chi phí năng lƣợng riêng cho 1kg nguyên liệu, kiểm tra cảm quan và hàm lƣợng protein của mẫu sau sấy, xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS 16.0 cho kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1 dƣới đây:
Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu độ dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70oC C Độ dày mẫu (mm) 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 10 10 75,85 8,05 44,92b 0,9 Sản phẩm chất lƣợng kém, màu nâu, mùi hơi cháy khét, vị ngọt kém, bột khô.
15 12 75,85 8,14 52,59a 0,7
Chất lƣợng sản phẩm tốt, sản phẩm có màu vàng tƣơi, mùi thơm đặc trƣng, vị ngọt của axit amin, bột khô và
mịn. 20 17 75,85 8,20 46,19b 0,8 Chất lƣợng sản phẩm kém hơn, sản phẩm có màu vàng hơi đỏ, có mùi thơm, vị ngọt kém hơn, 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 3.1: Biểu đồ so sánh hàm lƣợng protein thu đƣợc khi sấy các độ dày mẫu khác nhau ở nhiệt độ 70o
C
Qua kết quả trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1, ta thấy:
- Hàm lƣợng protein của hai mẫu sấy trên khơng có sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05.
15mm cao hơn ở mức α = 0,05, cảm quan của bột sau khi sấy cho chất lƣợng tốt hơn, tiêu hao năng lƣợng ít nhất. Thời gian sấy khơng tăng lên nhiều so với mẫu dày 10mm, giảm đi nhiều so với mẫu dày 20mm.
Nguyên nhân của hiện tƣợng trên có thể giải thích nhƣ sau: mẫu sấy ở độ dày 10mm quá mỏng nên bề mặt bị cháy nhanh, các chất trên bề mặt bị cháy làm cản trở q trình thốt hơi nƣớc. Mặt khác, do độ dày mỏng hơn nên khối lƣợng nguyên liệu trên khay sấy giảm đi làm cho chi phí năng lƣợng trên 1kg sản phẩm tăng lên rất nhiều. Hàm lƣợng protein giảm nhiều.
Ở độ dày 20mm, do có sự chênh lệch độ ẩm, nhiệt độ lớn giữa bề mặt sản phẩm và trong tâm sản phẩm làm bề mặt cháy, tốc độ thoát hơi nƣớc chậm, thời gian sấy tăng lên rất nhiều. Nhƣng khối lƣợng nguyên liệu trên khay sấy cũng tăng lên làm chi phí năng lƣợng trên 1kg nguyên liệu giảm xuống so với bề dày 10mm. Mặt khác, thời gian sấy dài làm chất lƣợng sản phẩm kém đi, hàm lƣợng protein giảm nhiều.
Ở độ dày 15mm, tốc độ thốt hơi nƣớc nhanh, thời gian sấy khơng tăng lên nhiều so với độ dày 10mm. Chi phí năng lƣợng trên 1kg nguyên liệu thấp nhất. Thời gian sấy vừa phải nên sản phẩm cho màu sắc đẹp, mùi thơm, vị ngọt của axit amin, hàm lƣợng protein giảm ít, bột khơ và mịn.
Vậy độ dày 15mm cho sản phẩm vẫn đảm bảo chất lƣợng mà vẫn cho phép tiết kiệm năng lƣợng.
● Đánh giá ảnh hưởng của độ dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy
Độ dày nguyên liệu ảnh hƣởng trực tiếp đến tốc độ thốt hơi nƣớc trong khi sấy. Vì vậy, để khảo sát sự ảnh hƣởng của độ dày lên tốc độ thốt hơi nƣớc, chúng tơi tiến hành sấy nấm men ở 3 độ dày khác nhau trong cùng điều kiện nhiệt độ sấy và độ ẩm nguyên liệu sau đó cứ mỗi giờ đem kiểm tra độ ẩm mẫu sấy cho đến khi mẫu sấy đạt độ ẩm an tồn (8%) thì dừng lại. Việc nghiên cứu này giúp ta lựa chọn độ dày mẫu thích hợp nhất giúp rút ngắn
khoảng thời gian sấy, tăng hiệu suất sấy mà không ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày ở hình 3.2 sau:
Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hƣởng của độ dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy
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 thốt 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 vô 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 ngun 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 không 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: