3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sấy
Qua quá trình thực nghiệm, kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi độ ẩm của nguyên liệu được thể hiện dưới biểu đồ sau đây:
Hình 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sấy.
Khi sấy lá sen ở các nhiệt độ khác nhau, quá trình thay đổi độ ẩm của nguyên liệu là khác nhau. Sau 15 phút sấy, độ ẩm của nguyên liệu đƣợc sấy ở các nhiệt độ 40oC, 60oC, 80oC và 100oC giảm lần lƣợt là 26,48%; 46,51%;
68,04%; 82,99%. Thời gian sấy nguyên liệu ở các nhiệt độ khác nhau là khác
86.4
59.92
39.25
26.22
20.51
14.59
9.52 5.46 3.48 86.4
39.89
17.99
4.32 3.15 86.4
18.36
4.32 86.4
3.41 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 15 30 45 60 75 90 105 120
Độ ẩm (%)
Thời gian (phút)
Ảnh hưởng của nhiệt độ
40oC 60oC 80oC 100oC
34
nhau. Cụ thể, thời gian sấy ở các nhiệt độ 40oC, 60oC, 80oC và 100oC lần lƣợt là 120 phút, 60 phút, 30 phút và 15 phút.
Quá trình sấy thường trải qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn hâm nóng: trong giai đoạn này nước bay hơi không nhiều do đó hàm ẩm của nguyên vật liệu thay đổi rất chậm và chỉ xảy ra trong thời gian ngắn.
Giai đoạn sấy đẳng tốc: trong giai đoạn này, ẩm trong nguyên liệu còn lại rất nhiều nên có thể xem ẩm bốc hơi từ mặt thoáng và hàm ẩm của nguyên liệu thay đổi tuyến tính theo thời gian, nhiệt độ sấy và tốc độ sấy không đổi nên đƣợc gọi là sấy đẳng tốc.
Giai đoạn sấy giảm tốc: trong giai đoạn này tốc độ sấy càng giảm đến khi vật liệu đạt cân bằng thì tốc độ sấy bằng 0, quá trình sấy kết thúc.
Lá sen khi đƣợc sấy ở nhiệt độ 40oC (nhiệt độ thấp nhất đƣợc khảo sát) có thời gian sấy lâu nhất là 120 phút và đạt độ ẩm là 3,48 %, quá trình bốc hơi nước xảy ra chậm, sau 15 phút sấy độ ẩm chỉ giảm 26,48% và sau 120 phút nguyên liệu đạt độ ẩm toàn (3,48%). Ở nhiệt độ sấy 60oC độ ẩm của nguyên liệu giảm nhanh hơn, sau 15 phút sấy nguyên liệu từ độ ẩm 86,4% xuống còn 39,89% và chỉ sau 60 phút sấy nguyên liệu đã đạt độ ẩm an toàn là 2,17%. Khi sấy ở nhiệt độ 80oC, độ ẩm nguyên liệu giảm nhanh hơn sau 15 phút sấy, nguyên liệu từ độ ẩm 86,4% chỉ còn lại 18,36% và sau 30 phút sấy độ ẩm nguyên liệu còn lại là 4,32%. Trong khi đó lá sen đƣợc sấy ở nhiệt độ 100oC (nhiệt độ sấy cao nhất đƣợc khảo sát) thì có thời gian sấy ngắn nhất là 15 phút và đạt độ ẩm là 3,41%, độ ẩm nguyên liệu giảm rất nhanh, chỉ sau 15 phút sấy độ ẩm nguyên liệu đã giảm 82,99%.
Từ đó có thể kết luận rằng: Nhiệt độ sấy càng thấp thì thời gian sấy càng dài và ngƣợc lại nhiêt độ sấy càng cao thì thời gian sấy càng ngắn. Sự khác biệt này
35
là do ở nhiệt độ càng cao, sự chênh lệch độ ẩm giữa môi trường và nguyên liệu càng cao, quá trình bốc hơi nước tự do trong nguyên liệu xảy ra nhanh hơn (quá trình khuếch tán ẩm) nên thời gian sấy ngắn hơn.
Hình 3.2 Kết quả xử lý thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm sản phẩm.
Kết quả xử lý thống kê cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê giữa bốn mẫu lá sen khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau ở mức ý nghĩa P=0,05, tuy nhiên không có sự khác biệt về mặt thống kê ở P=0,05 khi sấy lá sen ở nhiệt độ 40oC và 100oC. Giữa các mẫu lá sen sấy ở nhiệt độ 60oC, 100oC và 80oC có sự khác
36
biệt về mặt thống kê ở mức ý nghĩa P=0,05. Trong đó mẫu lá sen đƣợc sấy ở 60oC đƣợc xếp hạng cao nhất.
Mặt khác khi sấy lá sen ở các nhiệt độ khác nhau, màu sắc của lá sen sau sấy cũng khác nhau. Ta có bảng số liệu nhƣ sau:
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến màu sắc sản phẩm Nguyên
liệu
Nhiệt độ sấy (oC)
Thời gian sấy (phút)
Độ ẩm (%) còn lại
Đánh giá cảm quan Lá sen tươi
bánh tẻ
40 120 3,48 Màu xanh sáng
Lá sen tươi bánh tẻ
60 60 2,17 Màu vàng xanh
Lá sen tươi bánh tẻ
80 30 4,32 Màu xanh nâu
Lá sen tươi bánh tẻ
100 15 3,41 Màu xanh nâu
Lá sen tươi khi được sấy ở các nhiệt độ khác nhau màu sắc của lá cũng bị ảnh hưởng. Ở nhiệt độ cao chlorophyll, flavonoids quy định màu sắc của lá sen dưới tác dụng của nhiệt độ cao (≥80oC) sẽ bị biến đổi và chuyển từ màu xanh sang nâu, vàng nâu.
Hình 3.3 Màu sắc lá sen sau khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau.
37
Ngoài ra, khi sấy lá sen ở các nhiệt độ khác nhau, hàm lƣợng alkaloid trong nguyên liệu cũng thay đổi.
Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng alkaloid trong lá sen.
Từ hình 3.4 nhận thấy qua quá trình sấy, hàm lƣợng alkaloid giảm đi rất nhiều từ 0,71 – 0,79 % xuống còn 0,23 – 0,28%. Trong đó hàm lƣợng alkaloid còn lại nhiều nhất 0,28% khi sấy ở 60oC trong thời gian 60 phút, thấp nhất 0,23%
khi sấy ở 40oC trong 120 phút và 100oC trong 15 phút. Khi sấy lá sen ở 80oC trong 30 phút, hàm lƣợng alkaloid còn lại là 0,26%. Nhận thấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau hàm lượng alkaloid thay đổi theo hướng thời gian sấy càng dài, nhiệt độ sấy càng cao, hàm lƣợng alkaloid trong nguyên liệu giảm càng nhiều. Do đó cần chọn nhiệt độ sấy thích hợp để tránh tổn thất hàm lƣợng alkaloid có trong nguyên liệu.
0.23
0.28
0.26
0.23
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
40 60 80 100
hàm lƣợng alkaloid (%)
nhiệt độ (phút)
Hàm lƣợng alkaloid (%)
hàm lượng alkaloids (%)
38
Hình 3.5 Kết quả xử lý thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng alkaloid trong sản phẩm.
Kết quả xử lý thống kê cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê về sự thay đổi hàm lƣợng alkaloid khi sấy lá sen ở các nhiệt độ khác nhau ở mức ý nghĩa P=0,05. Ở các nhiệt độ 100oC và 40oC, 40oC và 80oC, 80oC và 60oC không có sự khác biệt về mặt thống kê. Nhƣng có sự khác biệt về mặt thống kê giữa mẫu lá sen khi sấy ở 100oC và 80oC, 100oC và 60 oC, 60oC và 40oC. Trong đó nhiệt độ đƣợc chọn là 60oC vì có hàm lƣợng alkaloid còn lại là nhiều nhất.
39
Từ kết quả trên nhiệt độ được chọn cho quá trình sấy đối lưu sản phẩm trà lá sen túi lọc là 60oC.
Hình 3.6 Sự thay đổi độ ẩm của nguyên liệu khi sấy ở 60oC.
Từ hình 3.6 ta có phương trình sấy như sau : y = -1,347x +70,76 với R2 = 0,850
Trong đó: y là độ ẩm nguyên liệu (%) x là thời gian sấy (phút).
Độ ẩm của sản phẩm trà lá sen cần đạt là 3-5% thế vào phương trình ta xác định đƣợc thời gian sấy phù hợp để độ ẩm sản phẩm đạt yêu cầu là 49-50 phút.