Máy sấy tạo hạt tầng sôi là loại máy hoạt động trên nguyên tắc nguyên liệu được thổi tung bằng khí nóng trong bồn có sự chênh áp. Máy sẽ giúp đảm bảo sự đồng điệu về độ ẩm của nguyên liệu. Loại máy này hoạt động trên nguyên tắc dựa vào sự chênh áp từ trong tạo ra một nguồn khí nóng thổi tung khí nóng trong bồn, máy có hoạt động hồn tồn tự động được cài đặt các thông số kỹ thuật. Trên thực tế máy sấy tạo hạt tầng sôi được sản xuất và áp dụng rộng rãi đối với các công ty doanh nghiệp. Máy thường được dùng để tạo hạt phục vụ cho những sản phẩm dạng bột, hạt, cốm trong các ngành về thực phẩm, dược phẩm, ... kết hợp với q trình tạo hạt thơng qua bơm lưu động và súng phun. Súng phun có thể lắp đặt ở các vị trí khác nhau: phía trên bồn sấy, ngang thân bồn sấy hoặc dưới đáy bồn sấy.
Nguyên lý hoạt động:
Khơng khí sau khi đã được gia nhiệt, làm sạch thì sẽ được dẫn vào từ phía dưới qua máy dẫn gió. Đi qua tấm lưới sang phía dưới của bình chứa nguyên liệu rồi đi vào buồng làm việc tháp chính. Sau khi phần nước đó được bay hơi một cách nhanh chóng thì sẽ đi theo đường thải khí, dạng sấy dịch lỏng tạo hạt bằng cách phun sấy, dịch cao lỏng sẽ được bơm nhu động phun sấy sản phẩm sau khi hồn tất cơng đoạn sẽ có dạng bột khơ. Trong suốt q trình sấy tạo hạt tầng sơi, hạt ln ở trạng thái khô.
Dễ dàng lấy mẫu kiểm tra theo dõi chất lượng sản phẩm trong khi máy vẫn hoạt động. Thiết bị giúp điều chỉnh chính xác nhiệt độ buồng sấy, lưu lượng dung dịch bơm từ súng phun, từ đó giúp điều chỉnh kịp thời trong q trình sấy tạo hạt.
Thông số kỹ thuật:
Bảng 11: Thông số kỹ thuật của các máy sấy tạo hạt tầng sôi
STT Thông số kỹthuật STS-5 STS-50 STS-100 STS-150 STS-200 STS-300 1 Kích thước máy(D x R x C) 1550 x1050 x 2250 mm 2400 x 1340 x 3200mm 2750 x 1480 x 3200mm 3200 x 1780 x 3400mm 3800 x 1880 x 3400mm 4315 x 2074 x 3400mm 2 Công suất 2-5kg 40-60kg 60-100kg 150 kg100 – 200 kg150 – 300 kg250 – 3 Motor quạt hút 3,7kW 10kW 15kW 22,5 kW 22,5 kW 30kW 4 Nhiệt độ sấy tốiđa 80oC 80oC 80oC 80oC 80oC 80oC 5 Công suất điệntrở (max) 6kW 36kW 48kW 72 kW 84 kW 96 kW 6 Nguồn khí nén 3-5 m6 bar3/h 6-7 bar 50-60 m3/h 6-7 bar 70-80 m3/h 6-7 bar 90-110 m3/h 6-7 bar 120-130 m3/h 6-7 bar 140-150 m3/h 7 Nguồn điện 380V3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 380V 3P 50Hz 5. Đánh giá chất lượng sản phẩm 5.1. Phương pháp cảm quan Mục đích
Xác định các trạng thái tồn diện của sản phẩm cà phê sấy phun, bao gồm màu sắc, mùi vị, kích thước hạt, cấu trúc, … đồng thời xác định xem cà phê có phối trộn với phẩm màu hay những chất nào khác, gây ra mùi lạ hoặc có bị mốc hay khơng [43]. Đối với phương pháp cảm quan bao gồm phép thử mô tả (mùi vị, cấu trúc, định lượng) và phương pháp mô tả nhanh.
Phép thử mô tả: Dùng để mơ tả khách quan các đặc tính, nhận biết thành phần cơ bản của
sản phẩm, thơng số của q trình chế biến trong phạm vi các tính chất cảm quan có thể nhận biết được và sử dụng những đặc tính này để định lượng mức độ khác biệt giữa các sản phẩm. Xác định những tính chất cảm quan liên quan đến thị hiếu người tiêu dùng. Trong phép thử mơ tả có:
Phép thử mơ tả mùi vị: là một phép thử kiểm tra mơ tả định tính. Quan tâm tới mùi vị tổng thể và các cấu tử mùi riêng biệt có thể phát hiện được của hệ thống thực phẩm. Kỹ thuật này cung cấp một bảng thống kê các hương vị nhận biết được, cường độ của chúng, thứ tự cảm nhận, dư vị của chúng và ấn tượng tổng thể (biên độ) của chúng. Những ghi nhận về mùi được đánh dấu trên thanh đo (sử dụng các con số và các biểu tượng).
Phép thử mô tả cấu trúc: là một kỹ thuật cảm quan dùng để mơ tả tồn bộ đặc điểm cấu trúc của sản phẩm bao gồm đặc tính hố học, hình học, độ mịn, độ hồ tan, độ cứng, độ bám dính, độ đàn hồi, … mức độ của mỗi đặc tính và thứ tự mà chúng xuất hiện từ lần cắn đầu tiên cho đến khi được nhai hoàn toàn.
Phép thử mô tả định lượng: dùng để mơ tả tất cả các tính chất cảm quan liên quan đến một sản phẩm từ đánh giá hình trạng bên ngồi cho đến hậu vị hoặc người đánh giá có thể được hướng dẫn để tập trung đánh giá một khoảng hẹp các chỉ tiêu cảm quan như cấu trúc sản phẩm.
Phương pháp mô tả nhanh: Phương pháp này cung cấp khả năng truy cập nhanh vào vị trí
tương đối của một bộ sản phẩm, có thể dùng để điều tra các đặc tính của các sản phẩm sẵn có trên thị trường hoặc đánh giá tác động của một công thức mới, công nghệ mới hay bao bì mới đến chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó nó có thể dự đốn sở thích của người tiêu dùng khi tung ra một sản phẩm mới nào đó. Thực chất của phương pháp Flash profile là mơ tả và định lượng cảm quan khác biệt giữa các sản phẩm. Phương pháp dựa trên sự kết hợp của lựa chọn tự do và đánh giá thiết lập cho toàn bộ sản phẩm. Mỗi người lựa chọn và sử dụng từ ngữ riêng của họ để đánh giá tất cả sản phẩm một cách tương đối.
Dụng cụ Bao gồm: Cân phân tích Cốc thuỷ tinh Khay đựng cà phê. Phịng thử: sạch sẽ, khơng có mùi lạ. [38, 43] Quy trình đánh giá
Cân chính xác 50g mẫu bột cà phê sấy phun bằng cân phân tích, cho phép sai số 0,1g. Cho ra khay đựng sau đó dùng đũa thuỷ tinh tán mỏng đều rồi dùng thị giác quan sát khi đánh giá về màu sắc, trạng thái bề ngoài và dùng khứu giác để ngửi mùi thơm của bột cà phê sấy phun.
Để đánh giá sản phẩm có chất lượng để đưa ra thị trường hay khơng thì nước pha cà phê là yếu tố chủ chốt. Pha 50g cà phê sấy phun trong cốc thuỷ tinh với 500ml nước tinh khiết không mùi ở nhiệt độ sôi 95-100oC. Đối với các bài kiểm tra chấp nhận, pha cà phê được thêm 6% đường sucrose. Các bình pha cà phê được bảo quản trong thùng chứa nhiệt trong 2h trước khi đưa ra phòng đánh giá. Phiên đánh giá gồm 30 người tham gia chưa qua đào tạo đã được tuyển chọn từ những người tiêu dùng cà phê thông thường bao gồm sinh viên đại học, giảng viên và nhân viên. Trước khi đánh giá, các thành viên tham gia hội thảo đã được thơng báo về quy trình kiểm tra và thang điểm Hedonic 9 điểm (0 = cực kỳ khơng thích, 5 = bình thường, 9 = cực kỳ thích). 20mL cà phê đã pha đựng trong cốc thuỷ tinh trong suốt 50mL mã hóa bằng ba chữ số ngẫu nhiên nếm thử ở 70°C. Những người tham gia đánh giá được yêu cầu rửa sạch vòm miệng của họ bằng nước trước và giữa các mẫu [29].
Kết quả đánh giá
Tất cả các loại cà phê pha chế dạng cà phê sấy phun có điểm cảm quan trung bình từ 4,5 đến 6,9 trên thang điểm 9 của Hedonic. Điểm trung bình cao hơn 6 được quan sát về hương thơm, màu sắc và sự ưa thích tổng thể trong khi điểm thấp hơn vì thấy có vị đắng và chua [29].
Bảng 12: Chỉ tiêu đánh giá cà phê sấy phun TCVN 5250:1990 [7, 42]
Tên các chỉ tiêu cảm quan (TCVN 5250:1990) Mức chất lượng Hạng I Hạng II Màu sắc - Hạt đồng đều, không cháy.
- Màu nâu cánh gián đậm
- Hạt không được đồng đều.
- Màu nâu cánh gián đậm
Mùi - Có mùi thơm đặc trưng
- Khơng có mùi lạ
- Có mùi thơm đặc trưng - Khơng có mùi lạ
Vị Vị đậm đà, hấp dẫn, thể chất
phong phú
Vị đậm, thể chất trung bình, khơng có vị lạ
Trạng thái Khơng bị vón cục Khơng bị vón cục
Nước pha Màu cánh gián đậm, trong
sánh
Màu cánh gián đậm, trong đạt yêu cầu
5.2. Phương pháp hoá lý
5.2.1. Xác định màu sắc
Giá trị màu được xác định bằng máy đo màu (Hunter Lab / Color QuestXE, TES-135A). Các giá trị sẽ ghi lại kết quả:
L* - L* = 100 có nghĩa là màu trắng và L* = 0 có nghĩa là màu đen.
a *- độ đỏ (+) và độ xanh lá cây (-)
b * - độ vàng (+) và độ xanh lam (-)
Các giá trị độ sáng, góc màu và sắc độ cho mỗi mẫu bột cà phê sấy phun đã được báo cáo. Góc Hue (Hue angle) (°) và sắc độ (-) được tính bằng cơng thức [15, 29]:
hab=b¿ a¿ C¿=√(a¿2 +b¿2 ) 5.2.2. Xác định độ ẩm Mục đích
Độ ẩm là yếu tố quan trọng tỏng việc phân tích giá trị dinh dưỡng, chất lượng sản phẩm và khả năng bảo quản của nó. Độ ẩm được xác định bằng phương pháp AOAC (2005). Nếu độ ẩm càng cao thì hàm lượng dinh dưỡng sẽ thấp và sản phẩm sẽ không bảo quản được lâu. Đối với sản
phẩm là cà phê sấy phun dạng bột thì độ ẩm thấp là một vấn đề cần phải được kiểm soát chặt chẽ [15, 43].
Nguyên tắc và phương pháp
Sấy mẫu thử cà phê sấy phun trong 103oC ± 1oC trong 2h ở áp suất khí quyển. Trong q trình sấy sẽ xảy ra hao hụt khối lượng do sức nóng làm bay hơi nước và các chất bay hơi bị bốc hơi. Dựa vào lượng mẫu thử trước và sau khi sấy sẽ tính được phần trăm nước có trong mẫu thử [38,43]. Dụng cụ Tủ sấy Cân phân tích có độ chính xác 0.0001g Đĩa petri và nắp Bình hút ẩm Quy trình phân tích
Sấy khơ đĩa petri và nắp trong tủ sấy ở 103oC trong vịng 1h. Sau đó đặt đĩa và nắp từ tủ sấy vào bình hút ẩm và để nguội đến nhiệt độ phịng rồi đem cân.
Cho 5g bột cà phê sấy phun vào đĩa đã chuẩn bị, đậy nắp và cân trên cân phân tích có độ chính xác 0.0001g. Sau đó đặt tồn bộ vào tủ sấy ở nhiệt độ 103oC trong 2h ở trạng thái mở nắp đặt bên cạnh để nước bốc hơi. Lấy đĩa ra để ngi trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phịng rồi đem cân. Nên sấy và cân lại lần 2 với thời gian là 30 phút. Chệnh lệch giữa 2 lần không quá 0.5mg. Từ lượng cân trước và sau khi sấy sẽ tính được hàm lượng ẩm theo cơng thức [38,43].
Trong đó: mo: Khối lượng của đĩa và nắp (g)
m1: Khối lượng của đĩa, nắp và mẫu thử cà phê sấy phun trước khi sấy (g) m2: Khối lượng của đĩa, nắp và mẫu thử cà phê sấy phun sau khi sấy (g)
5.2.3. Xác định chỉ số hoà tan
Cân 2g mẫu cà phê sấy phun vào bình tam giác pha với 20 mL nước khử ion nóng (90– 95°C), tiếp tục đun 5 phút trong máy khuấy từ. Các hạt mịn được loại bỏ bằng cách ly tâm ở tốc độ 14006 vòng/phút sử dụng máy ly tâm siêu âm trong 10 phút. Phần chất không tan (nổi trên bề mặt) được thu hồi, làm bay hơi trên bình cách thuỷ cho khô và tiếp tục đem sấy trong tủ sấy ở 105°C đến khối lượng khơng đổi. WSI đã được tính tốn bằng cơng thức [15, 29]:
WSI=( DM¿
DMimi)x100
Trong đó: DM¿ : Khối lượng chất không tan sau khi sấy (g)
Kết quả phân tích:
Bảng 13: Kết quả của các đặc tính hố lý nêu trên của cà phê sấy phun [29]
Tỉ lệ Arabica (A): Robusta (R) (%, w/w) Độ ẩm (%) Giá trị màu L* a* b* 0 1.37 ± 0.31b 41.10 ± 0.36a 7.75 ± 0.06ab 12.33 ± 0.27b 15 2.49 ± 0.41ab 38.57 ± 1.94b 7.23 ± 0.40c 10.42 ± 0.47d 20 2.03 ± 0.67ab 41.03 ± 0.63a 7.27 ± 0.11c 11.51 ± 0.33c 25 2.22 ± 0.45ab 40.90 ± 0.3a 7.43 ± 0.14bc 11.28 ± 0.35c 35 2.79 ± 1.02a 41.06 ± 0.29a 7.86 ± 0.09a 13.35 ± 0.32a
Theo bảng trên ta thấy, độ ẩm của mẫu cà phê sấy phun dao động trong khoảng 1,37% đến 2,79%. Sự gia tăng Arabica trộn với Robusta làm cho độ ẩm của sản phẩm cà phê sấy phun tăng nhẹ. Tuy nhiên, độ ẩm của tất cả các mẫu đều thấp hơn giới hạn được khuyến nghị thương mại là 5% đối với bột khơ. Giá trị màu khác nhau có ý nghĩa (p> 0,05), giá trị L* dao động từ 38,57 đến 41,10. Màu nâu sẽ nhạt hơn khi cà phê sấy phun được làm từ hỗn hợp sản phẩm cà phê Arabica và Robusta. Ngoài ra, chỉ số hoà tan (WSI) trong sản phầm cà phê sấy phun không được dưới 25% [34]. WSI cao hơn trong các mẫu cà phê sấy phun được chế biến từ hỗn hợp Arabica và Robusta do sự phân hủy polysaccharide, đường, amin acid, chlorogenic acid và mức độ cao của caramel hóa và các sản phẩm ngưng tụ [29].
5.2.4. Xác định độ mịn
Mục đích
Chất lượng của cà phê cũng được đánh giá độ mịn của nó. Cà phê càng mịn thì chất lượng càng cao.
Nguyên tắc và phương pháp
Để xác định độ mịn của sản phẩm cà phê sấy phun, có thể dùng rây với đường kính 0.56mm và 0.25mm. Dựa vào khối lượng bột cà phê lọt qua rây có đường kinh nhỏ (0.25mm) và khối lượng bột cà phê lọt qua rây đường kính lớn (0.56mm) ta sẽ tính được độ mịn.
Dụng cụ
Cân phân tích có độ chính xác 0.1g
Dụng cụ rây cà phê: rây có cỡ lỗ trịn hoặc vng với đường kính 0.56mm và 0,25mm Quy trình phân tích
Tiến hành lắp rây theo thứ tự dưới cùng là đáy rây, tiếp theo là rây có đường kinh nhỏ (0.25mm), rây có đường kinh lớn (0.56mm) và trên cùng là nắp đậy kín rây. Cân chính xác 100g cà phê sấy phun, sai số cho phép là 0.1g cho vào rây. Lắc trịn đều trong 2 phút sau đó vỗ nhẹ vào thành rây. Đem cân phần bột lọt rây 0.56mm và phần bột trên rây 0.25mm, sai số cho phép là 0.1g. Sau đó tính theo cơng thức [7, 43]:
X1=M1.100
M X2=M2.100
M
Trong đó: M1: khối lượng bột lọt rây 0.56mm (g) M2: khối lượng bột trên rây 0.25mm (g) M: khối lượng mẫu ban đầu (g)
5.2.5. Xác định hàm lượng tro tổng số (TCVN 5253:1990)
Mục đích
Xác định được phần chất còn lại của thực phẩm sau khi nung cháy hết các chất hữu cơ. Phần tro sau khi nung chỉ cịn lại chủ yếu là muối khống có trong sản phẩm [35].
Nguyên tắc và phương pháp
Hàm lượng tro có trong cà phê là hàm lượng muối khoáng tự nhiên và có trong q trình sản xuất. Để có thể xác định hàm lượng tro tổng số thì đốt và nung mẫu thử ở nhiệt độ cao sau đó xác định phần còn lại [43]. Dụng cụ Chén sứ Bếp điện Lò nung Cân phân tích Bình hút ẩm Quy trình phân tích
Cân 5g cà phê sấy phun đặt vào chén sứ đã được cân trọng lượng trước đó. Tán đều mẫu trên đáy chén và đặt lên bếp điện đốt nhẹ để bay hoàn toàn hơi nước cho mẫu cháy hết. Chuyển chén sứ vào lò nung đốt ở nhiệt độ 550 – 600oC trong 60 phút, đến khi mẫu được tro hố hồn tồn. Sau đó làm nguội chén sứ trong bình hút ẩm trong khoảng 40 phút và đem cân. Công thức tính kết quả hàm lượng tro tổng số của sản phẩm cà phê [7,43]:
X= B .100
A(1−0.01b)
Trong đó: A: khối lượng mẫu ban đầu (g) B: khối lượng tro sau khi tro hoá (g) b: độ ẩm của mẫu ban đầu (%)
5.2.6. Xác định hàm lượng tro không tan trong acid (TCVN 5253:1990)
Mục đích
Xác định hàm lượng chất bẩn bị lẫn trong cà phê sấy phun như đất, cát, sạn, … để xác định hàm lượng tro không tan ta dùng clohydric acid 10% (HCl 10%). Trong clohydric acid thì các chất bẩn khơng hồ tan được vì chúng khơng phải là muối khống hay các chất khác và nó sẽ là