1.6.8.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ không khí
Trong trƣờng hợp sấy bằng không khí nóng thì không khí là yếu tố tác động trực tiếp lên sản phẩm nên nhiệt độ không khí có ảnh hƣởng rất lớn tới tốc độ sấy và chất lƣợng sản phẩm sấy. Nếu nhƣ các yếu tố khác nhƣ độ ẩm không khí, vận tốc gió… không đổi thì nhiệt độ không khí tăng thì tốc độ sấy càng nhanh nhƣng nếu nhiệt độ không khí tăng quá cao thì sẽ làm cho bề mặt ngoài của sản phẩm bị cháy ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm đồng thời tạo thành lớp màng cứng cản trở ẩm từ bên trong thoát ra. Nhiệt độ cao cũng làm cho lipid trong nguyên liệu bị oxy hóa tạo ra các sản phẩm nhƣ andehyt, xeton làm cho sản phẩm có mùi ôi khét. Ở một số sản phẩm khác nhiệt độ cao làm cho các vitamin bị oxy hóa, giảm các chất tinh dầu, các chất tạo hƣơng thơm nên kéo theo chất lƣợng sản phẩm sấy bị giảm. Vì vậy cần phải chọn nhiệt độ sấy sao cho thích hợp.
Quan hệ giữa lƣợng nƣớc bay hơi và nhiệt độ sấy:
) (t1 t2 k dT dw Trong đó: W: lƣợng nƣớc khuếch tán ra (kg) T: thời gian sấy (giờ)
k: hệ số bay hơi t1: nhiệt độ sấy (oC)
t2: nhiệt độ nguyên liệu ban đầu (oC)
1.6.8.2. Ảnh hƣởng của tốc độ gió và hƣớng gió
Nếu vận tốc gió quá lớn thì tốc độ bốc hơi ẩm sẽ nhanh nhƣng kèm theo đó tốc độ gió quá lớn sẽ cuốn theo các chất thơm, tinh dầu và các chất dễ bay hơi khác theo làm giảm chất lƣợng sản phẩm sấy. Còn nếu vận tốc gió quá nhỏ thì sẽ không vận chuyển đƣợc lƣợng ẩm bay hơi từ bề mặt nguyên liệu dẫn đến tốc độ sấy bị chậm. Do đó cần chọn tốc độ gió sao cho thích hợp.
1.6.8.3. Ảnh hƣởng của độ ẩm tƣơng đối của không khí
Độ ẩm tƣơng đối của không khí là nhân tố ảnh hƣởng rất lớn tới quá trình sấy.
Theo: P = Ps - Ph
Khi độ ẩm không khí nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nƣớc trong không khí (Ph) càng nhỏ dẫn đến động lực sấy P tăng làm cho tốc độ sấy nhanh và ngƣợc lại. Theo thực nghiệm cho thấy nếu độ ẩm không khí tăng hơn 65 % thì tốc độ sấy giảm rõ rệt và nếu độ ẩm lớn hơn 80% thì quá trình sấy dừng lại và xảy ra sự hút ẩm trở lại của nguyên liệu sấy. Độ ẩm không khí nhỏ thì tốc độ sấy nhanh nhƣng nếu quá nhỏ thì sẽ tạo thành lớp màng cứng ngoài bề mặt nguyên liệu cản trở quá trình bay hơi ẩm nên lại làm giảm tốc độ sấy.
1.6.8.4. Ảnh hƣởng của kích thƣớc và bản chất của nguyên liệu
Nguyên liệu có kích thƣớc càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh và ngƣợc lại. Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh và tốc độ làm khô nguyên liệu tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt và tỷ lệ nghịch với độ dày của nguyên liệu.
S B dt dw .
Trong đó: σ: Độ dày của nguyên liệu
B: hệ số bay hơi
S: Biện tích bề dày bay hơi nƣớc đặc trƣng của nguyên liệu
Bản chất của nguyên liệu cũng ảnh hƣởng không nhỏ tới tới tốc độ sấy, nguyên liệu có liên kết ẩm với các thành phần khác lỏng lẻo kém bền thì tốc độ bay hơi ẩm nhanh, thời gian sấy ngắn. Còn nguyên liệu có lƣợng ẩm lớn và liên kết chặt chẽ thì tốc độ bay hơi ẩm chậm, thời gian sấy kéo dài.
1.6.8.5. Ảnh hƣởng của quá trình ủ ẩm.
Quá trình ủ ẩm có mục đích làm cho quá tình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có tốc độ thích hợp với nhau. Thời gian ủ ẩm trong quá trình sấy gọi là thời gian gián đoạn sấy. Trong quá trình sấy sự khuếch tán ngoại xảy ra thì khuếch tán nội mới xảy ra. Nếu cƣờng độ khuếch tán ngoại lớn hơn cƣờng độ khuếch tán nội thì bề mặt nguyên liệu sấy sẽ bị tạo màng cứng cản trở quá trình thoát ẩm. Do đó
khi cƣờng độ khuếch tán ngoại lớn hơn cƣờng độ khuếch tán nội thì phải hạn chế cƣờng độ khuếch tán ngoại bằng cách tiến hành ủ ẩm.
Quá trình ủ ẩm rút ngắn đƣợc thời gian sấy (không tính thời gian ủ ẩm), nâng cao đƣợc hiệu quả sử dụng thiết bị. Thời gian ủ ẩm dài hay ngắn phụ thuộc vào hàm lƣợng nƣớc có trong nguyên liệu, kích thƣớc nguyên liệu, điều kiện sấy. Nếu thời gian ủ ẩm không đƣợc quá dài hoặc quá ngắn. Nếu quá ngắn sẽ không đủ để cân bằng lại cƣờng độ khuếch tán nội và khuếch tán ngoại, còn nếu quá dài sẽ làm quá trình sấy bị gián đoạn quá lâu làm cho nguyên liệu bị hƣ hỏng hoặc hút ẩm trở lại trong quá trình sấy.
CHƢƠNG 2
ĐỐI TƢỢNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1. Ngải cứu 2.1.1. Ngải cứu
Tên khoa học: Artemisia vulgaris
Hàm ẩm: 89 – 90% Tinh dầu: 0,2- 0,34%
2.1.2. Nhân trần
Tên khoa học: Adenosma caeruleum
Nhân trần đã đƣợc sấy khô đến độ ẩm khoảng từ 7- 8%
2.1.3. Cỏ ngọt
Tên khoa học: Stevia rebaudiana
Cỏ ngọt đã đƣợc làm khô đến độ ẩm 7- 8%
2.1.3. Màu Caramen
Màu thực phẩm caramen đƣợc thu mua ở cửa hàng hóa chất thực phẩm địa chỉ đƣờng 23 tháng 10. Màu đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, có màu vàng đậm, đặc và sánh, đồng nhất.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Xây dựng qui trình dự kiến 2.2.1. Xây dựng qui trình dự kiến
Nghiền nhỏ Ngải cứu Nhân trần Phân loại Tẩm Caramen Phối trộn 1 Bao gói Tạo hạt Sấy Rửa Xử lí cơ học Phối trộn 2 Nghiền nhỏ Nghiền nhỏ Chần Ủ ẩm Cỏ ngọt Thành phẩm
2.2.2. Thuyết minh qui trìnhPhân loại: Phân loại:
Mục đích
Lựa chọn nguyên liệu đạt yêu cầu về chất lƣợng, phù hợp với quá trình chế biến
Loại bỏ những nguyên liệu hƣ hỏng dập nát, không đạt yêu cầu Đồng đều chất lƣợng kích thƣớc nguyên liệu chế biến
Thực hiện
Tiến hành chọn loại Ngải cứu còn tƣơi, xanh không quá non hoặc quá già, loại bỏ những cây quá già, lá vàng héo, cây bị dập nát... Loại bớt bụi bẩn, côn trùng sâu bọ trên nguyên liệu.
Rửa:
Mục đích
Làm sạch nguyên liệu, loại bỏ chất bẩn, vi sinh vật, côn trùng trên bề mặt nguyên liệu
Tiến hành
Cho nguyên liệu vào bể ngâm, cho nƣớc máy vào, ngâm nguyên liệu trong nƣớc 5 - 7 phút sau đó khuấy đảo, chà sạch nguyên liệu bằng tay. Làm lại từ 2 đến 3 lần cho đến khi sạch rồi vớt cây ra để ráo.
Sơ chế:
Mục đích
Làm đồng đều kích thƣớc nguyên liệu, tạo điều kiện cho các quá trình chần đƣợc thao tác nhanh hơn và nhanh giảm vị đắng và mùi hắc của lá Ngải cứu.
Thực hiện
Dùng dao cắt nhỏ nguyên liệu sau khi đã rửa sạch thành từng đoạn dài 8 – 10cm. Quá trình cắt nguyên liệu không đƣợc làm dập nát hoặc cắt nguyên liệu với kích thƣớc quá ngắn ảnh hƣởng đến quá trình chần.
Chần:
Loại bỏ bớt mùi hăng ngái, vị đắng của Ngải cứu tƣơi Tiêu diệt vi sinh vật
Cố định màu xanh của Ngải cứu
Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh để ẩm dễ dàng thoát ra khi sấy. Thực hiện
Tiến hành đun nƣớc đến sôi rồi cho Ngải cứu đã cắt nhỏ vào đến thời gian thích hợp từ 10- 50 giây rồi vớt nguyên liệu ra để ráo.
Sấy:
Mục đích
Giảm hàm lƣợng ẩm trong nguyên liệu đến độ ẩm bảo quản Giảm bớt mùi hăng ngái của ngải cứu
Thực hiện
Rải đều nguyên liệu lên khay, cho vào máy sấy sau đó vận hành máy sấy cài đặt theo chế độ nhất định rồi sấy nguyên liệu cho đến khi đạt yêu cầu chế biến.
Nghiền:
Mục đích
Làm nhỏ kích thƣớc nguyên liệu để tạo điều kiện cho các quá trình phối trộn sao rang. Phá vở tế bào nguyên liệu để tạo điều kiện cho quá trình trích ly các chất tan khi pha nƣớc trà.
Thƣc hiện
Cài đặt máy nghiền theo kích thƣớc yêu cầu rồi cho nguyên liệu vào và tiến hành nghiền cho đến khi đạt yêu cầu.
Phối trộn 1
Mục đích
Nhằm chọn ra tỷ lệ nguyên liệu Nhân trần, Cỏ ngọt thích hợp tạo ra sản phẩm hài hòa về màu sắc mùi vị.
Thực hiện
Tiến hành cân khối lƣợng các nguyên liệu Ngải cứu, Nhân trần và Cỏ ngọt thích hợp rồi trộn chung lại và khuấy đảo, làm đồng đều nguyên liệu.
Ủ ẩm:
Là thời gian để cho hƣơng thơm của Ngải cứu, Nhân trần phân bố hấp phụ đồng đều tạo ra sản phẩm trà có hƣơng thơm bền hài hòa.
Thực hiện
Cho nguyên liệu sau khi phối trộn vào bao bì thích hợp rồi ủ ở các thời gian khác nhau, sau đó chọn ra thời gian ủ thích hợp nhất.
Phối trộn Caramen:
Mục đích
Tạo cho trà có màu sắc đẹp bền và hài hòa, hấp dẫn Tạo mùi thơm, và độ sánh cho nƣớc trà
Thực hiện
Tiến hành khuấy đảo đƣờng ở nhiệt độ cao đến khi tạo thành caramen có màu vàng đậm thích hợp thì cho vào phối trộn với hỗn hợp trà.
Tạo hạt:
Mục đích
Tạo ra hạt trà có kích thƣớc lớn để đạt đƣợc độ trong cần thiết khi pha Thực hiện
Tiến hành hồ hóa tinh bột và bao ngoài bột trà cho kích cỡ hạt trà lớn hơn kích thƣớc của lỗ túi lọc.
Sao khô:
Mục đích
Làm giảm hàm ẩm của sản phẩm sau khi ủ ẩm tẩm caramen, để tăng thời gian bảo quản sản phẩm trà.
Tạo hƣơng thơm đặc trƣng cho sản phẩm trà Thực hiện
Hồn hợp sau khi phối trộn tiến hành sao khô ở nhiệt độ 35-55oCvà thời gian thích hợp, trong quá trình sao cần khuấy đảo đều nguyên liệu để trà không bị đắng và cháy khét.
Bao gói:
Mục đích
Là khâu cuối cùng hoàn thiện sản phẩm trà Thực hiện
Cho trà vào túi giấy lọc đã chuẩn bị sẵn với khối lƣợng 3g/túi, sau đó hàn mí túi trà lại cẩn thận và cho vào bao bì giấy.
2.2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2.2.3.1. Công đoạn chần 2.2.3.1. Công đoạn chần
2.2.3.2. Công đoạn sấy
2.2.3.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy.
Nguyên liệu trƣớc khi chần
Nƣớc nóng T=100oC t= 10(s) Nƣớc nóng T=100oC t= 50(s) Chần Nƣớc nóng T=100oC t= 20(s) Nƣớc nóng T=100oC t= 30(s) Kết luận Nƣớc nóng T=100oC t= 40(s) Đánh giá chất lƣợng cảm quan
2.2.3.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian sấy.
Nguyên liệu trƣớc khi sấy
T= 50- 55 oC τ= 4(h) v= 1.5(m/s) T= 60- 65 oC τ=4(h) v= 1.5(m/s) T= 40- 45 oC τ = 4(h) v= 1.5(m/s) Kết luận Đánh giá chất lƣợng cảm quan T=45- 50 oC τ =4(h) v= 1.5(m/s) Sấy T= 55- 60 oC τ =4(h) v= 1.5(m/s)
Nguyên liệu trƣớc khi sấy
T= 55-60 oC τ= 3(h) v= 1.5(m/s) T= 55-60 oC τ= 5(h) v= 1.5(m/s) T= 55-60 oC τ = 1(h) v= 1.5(m/s) Kết luận Đánh giá chất lƣợng cảm quan T= 55-60 oC τ =2(h) v= 1.5(m/s) Sấy T= 55- 60 oC τ =,4(h) v= 1.5(m/s)
2.2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm công đoạn phối trộn
2.2.3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm công đoạn ủ ẩm
Tỷ lệ cỏ ngọt so với ngải cứu: 5,10,15,20,25(%) Nguyên liệu trƣớc khi phối trộn
Mẫu đối chứng: 100% ngải cứu
Kết luận
Đánh giá chất lƣợng cảm quan Tỷ lệ nhân trần so
với ngải cứu: 25,30,35,40,45(%)
Phối trộn
Nguyên liệu trƣớc khi ủ ẩm
Thời gian: 5 ngày Thời gian: 2 ngày Ủ ẩm Thời gian: 4 ngày Thời gian: 3 ngày Thời gian: 1ngày Đánh giá chất lƣợng cảm quan Kết luận
2.2.3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm công đoạn tẩm caramen
2.2.3.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm công đoạn Sao khô
Nguyên liệu trƣớc khi sao khô
Sao khô Nhiệt độ: 35-40oC Nhiệt độ: 55-65oC Đánh giá chất lƣợng cảm quan Nhiệt độ: 50-55 Kết luận Nhiệt độ: 40-45oC Nhiệt độ: 45-50oC Tỷ lệ caramen 1% Tẩm caramen Đánh giá chất lƣợng cảm quan Nguyên liệu trƣớc khi tẩm caramen
Tỷ lệ caramen 4% Tỷ lệ caramen 3% Tỷ lệ caramen 2% Tỷ lệ caramen 5% Kết luận
2.2.4. Giải thích qui trình làm thí nghiệm
Ngải cứu chọn những cây tƣơi còn xanh, không quá già, hoặc quá non đem rửa sạch để ráo. Sau đó cắt thành từng đoạn dài từ 8 đến 10 cm và làm thí nghiệm với các thời gian chần khác nhau bao gồm 10,20,30,40,50 giây trong nƣớc nóng
100oC. Tiếp tục làm thí nghiệm cho đến công đoạn cuối cùng tạo thành sản phẩm,
đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm và đƣa ra kết luận về thời gian chần thích hợp.
Nguyên liệu sau khi đƣợc chần thì đem sấy ở nhiệt độ từ 40 đến 60 oC ở thời gian dự kiến 4 giờ. Vận tốc gió cố định 1,5(m/s). Trong quá trình sấy cân xác định sự biến đổi khối lƣợng sau 30 phút 1 lần. Tiếp tục làm thí nghiệm đến công đoạn cuối cùng. Sau đó tiến hành đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm và đƣa ra kết luận cuối cùng về chế độ sấy thích hợp.
Sau khi có kết luận về nhiệt độ sấy thích hợp thì cố định nhiệt độ sấy và sấy lại theo các thời gian dự kiến khác nhau:1,2,3,4,5 giờ. Rồi tiếp tục làm thí nghiệm tới công đoạn cuối cùng, tiến hành đánh giá chất lƣợng cảm quan và đƣa ra kết luận về thời gian sấy.
Nguyên liệu sau khi sấy khô đem nghiền nhỏ thành hạt có kích thƣớc từ 5 đến 7 mm, rồi tiến hành cân nguyên liệu theo các tỷ lệ nhân trần 25,30,35,40,45% và cỏ ngọt 5,10,15,20,25% so với Ngải cứu (cố định hai loại nguyên liệu còn lại) rồi phối trộn, làm thí nghiệm đến công đoạn cuối cùng. Sau đó đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm và đƣa ra kết luận về tỷ lệ phối trộn thích hợp nhất.
Hỗn hợp trà sau khi phối trộn đƣợc ủ ẩm ở nhiệt độ thƣờng theo các thời gian khác nhau 1,2,3,4,5 ngày. Sau đó tiến hành phun caramen, làm thí nghiệm cho đến công đoạn cuối cùng rồi đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm và đƣa ra kết luận về thời gian ủ ẩm.
Sau khi ủ ẩm tiến làm thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn caramen thích hợp. Dùng bình phun dạng phun sƣơng phun dịch caramen vào hỗn hợp trà với tỷ lệ
1,2,3,4,5% tiếp tục làm thí nghiệm tới công đoạn cuối cùng rồi đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm và đƣa ra kết luận thích hợp nhất về tỷ lệ phối trộn caramen.
Hỗn hợp trà sau khi phối trộn tiến hành sao khô theo các chế độ khác từ 35-
40, 40-45, 45-50, 50-55, 55-60oC. Sau đó tiến hành đánh giá chất lƣợng cảm quan
sản phẩm và đƣa ra chế độ sao khô thích hợp
2.2.5. Phƣơng pháp xác định độ ẩm 2.2.5.1. Nguyên lý 2.2.5.1. Nguyên lý
Cân chính xác một khối lƣợng nguyên liệu, thực phẩm ban đầu rồi dùng nhiệt độ cao cho bay hơi nƣớc trong thực phẩm. Sau đó cân khối lƣợng thực phẩm sau khi sấy và tính ra hàm lƣợng ẩm trong thực phẩm.
2.2.5.2. Hóa chất dụng cụ
Tủ sấy điều chỉnh đƣợc nhiệt độ ( 100- 130 oC) Cân phân tích chính xác
Bình hút ẩm Cốc sấy Đũa thủy tinh
2.2.5.3. Cách tiến hành
Sấy cốc sấy đến khối lƣợng không đổi: Tiến hành rửa sạch cốc sấy, để khô rồi sấy cốc ở nhiệt độ 130oC trong khoảng 1h, lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm, rồi cân cốc sấy tiếp tục làm nhƣ vậy cho đến khi khối lƣợng cốc sấy giữa 2 lần cân liên tiếp không lệch nhau quá 0,5 mg là đƣợc.
Xác định hàm ẩm: Cân chính xác 2 đến 5 gam nguyên liệu đã cắt nhỏ cho vào cốc sấy đã xác định khối lƣợng không đổi. Chuyển cốc vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 60 – 80 oC trong 30 phút. Sau đó điều chỉnh nhiệt độ tủ sấy lên 130 oC sấy liên tục trong khoảng 2 giờ. Rồi lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, cân khối lƣợng cốc
mẫu tiếp tục cho vào tủ sấy cứ 30 phút lại lấy ra để nguội trong bình hút ẩm và cân cho đến khi khối lƣợng chênh lệch giữa 2 lần cân liên tiếp không vƣợt quá 0,5mg.
2.2.5.4. Xác định kết quả
Độ ẩm đƣợc tính theo công thức sau:
X = G G G G 1 2 1 100 % Trong đó: G: Là trọng lƣợng cốc cân (g)
G1: Là trọng lƣợng cốc cân và mẫu ban đầu (g)