1.5. Công nghệ về sấy phun bột cà rốt
1.5.2. Thuyết minh quy trình
Mục đích: chuẩn bị, loại trừ các nguyên liệu đầu vào không đủ quy cách, sâu bệnh, mốc, thối, hỏng, gây ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm. Phân chia nguyên liệu theo các tiêu chí khác nhau: hình dạng, kích thước, màu sắc, độ chín.
Cà rốt Phân loại Rửa sạch Nghiền, chà
Phối chế
Sấy phun Đóng gói
Bột cà rốt Cô đặc
Maltodextrin Lọc
Hình 9: Sơ đồ khối quy trình sản xuất bột cà rốt bằng phương pháp sấy phun
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 23 Biến đổi: Nguyên liệu tươi đầu vào sẽ đồng nhất về kích thước màu sắc và độ chín.
Loại bỏ các củ cà rốt hƣ hỏng, không đạt chất lƣợng.
Phương pháp: sử dụng băng tải con lăn, thủ công, lao động lựa chọn.
1.5.2.2. Công đoạn rửa
Mục đích: loại bỏ các tạp chất cơ học, bụi, đất, cát, giảm các vi sinh vật bám ngoài vỏ, lộ ra những chỗ hƣ hỏng trên nguyên liệu.
Biến đổi: nguyên liệu sác đất, cát, bụi bẩn, và loại bỏ các vi sinh vật trên vỏ, lộ ra những thành phần hƣ hỏng trên bề mặt quả.
Phương pháp: sử dụng thiết bị máy rửa ngâm, xối, bàn chải,…quá trình thông thường có ngâm và rửa xối. Đầu tiên, ngâm nguyên liệu để bề mặt ướt, thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn trên nguyên liệu, từ vài phút đến vài chục phút. Qúa trình rửa xối, sẽ dùng tác động của dòng chảy để kéo tách các chất bẩn còn lại trên nguyên liệu sau khi ngâm, áp suất tia nước khoảng từ 2-3 atm. Nước sử dụng là nước sạch, lạnh.
1.5.2.3. Nghiền, chà
Mục đích: khai thác phần thịt cà rốt, bao gồm cả các chất xơ và biến đổi phần thịt quả thành dạng nhuyễn
Biến đổi: nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. Giảm khối lƣợng, tăng độ mịn,. Phần thịt quả giảm kích thước tương ứng với lỗ rây sử dụng, chuyển thành dạng nhuyễn tạo thành dạng puree đồng nhất. Dịch bào thoát ra dễ bị chuyển hóa và dễ bị vi sinh vật tấn công. Trong quá trình chà, thịt củ tiếp xúc nhiều với không khí, có thể xảy ra các phản ứng oxy hóa làm biến màu nguyên liệu. Giải phóng các enzyme oxy hóa khử (catalase, dehydrogenase,…), enzyme thủy phân (pectinesterase, polymethylgalacturonase,…), enzyme ascorbinoxydase xúc tác quá trình oxy hóa acid ascorbic thành dạng khử hydro.
Phương pháp: sử dụng thiết bị chà trục cánh gập. Qúa trình chà làm cho khối ruột củ bị ép mạnh vào mặt rây có đục lỗ nhỏ. Phần qua lưới rây là dịch puree còn lại thải ra là bã chà chứa các chất xơ.
1.5.2.4. Lọc
Mục đích: tách các phần bã có kích thước lớn ra khỏi dịch củ, làm trong dung dịch củ, tránh ảnh hưởng xấu đến quá trình sấy sau này.
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 24 Phương pháp: thiết bị lọc khung bản. Dịch lọc chảy từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài. Bã đƣợc giữ trên bề mặt vách ngăn lọc và đƣợc chứa trong khung. Khi bã trong khung đầy thì dừng quá trình lọc để tiến hành rửa và tháo bã. Áp lực học: 2-3atm (đƣợc tạo ra bởi bơm nhập liệu).
1.2.5.5. Công đoạn phối chế
Mục đích: trộn thêm các chất độn, hay chất mang vào dịch quá để làm tăng hàm lƣợng chất khô, giảm chi phí cô đặc, vừa tạo nên cấu trúc dạng bột mịn cho sản phẩm, tăng hiệu suất thu hồi ở quá trình sấy.
Biến đổi: hàm lƣợng chất khô và độ nhớt dung dịch tăng lên, màu sắc và mùi vị của dịch củ thay đổi không đáng kể.
Phương pháp: sử dụng bồn chứa khuấy trộn có cánh khuấy, trộn maltodextrin vào dịch củ đã pha loãng (tỉ lệ dịch củ, nước ), để tạo ra hàm lượng chất khô tương ứng cho dung dịch trước khi sấy, yêu cầu độ khô dịch củ sau khi phối trộn là 25%.
1.2.5.6. Công đoạn cô đặc chân không
Mục đích: nâng cao độ khô của sản phẩm, để thực hiện quá trình sấy phun lúc sau.
Ngoài ra, cô đặc còn giúp thanh trùng dịch củ, tránh sự hƣ hỏng sản phẩm và làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm.
Biến đổi:
- Vật lý: thể tích giảm, khối lƣợng giảm, khối lƣợng riêng tăng
- Hóa lý: hiện tƣợng chuyển pha lỏng sang pha hơi của ẩm trong quá trình sấy. Một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy do nhiệt độ gây tổn thất chất thơm. Ngƣợc lại, một số hương thơm được phát huy hay tạo thành trong quá trình sấy do phản ứng maillard, caramen…
- Hóa học: phản ứng hóa học tăng do nhiệt độ vật liệu tăng nhƣ: phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa đường khử và acid amin tạo màu cho sản phẩm. Protein, tinh bột, đường bị biến đổi
- Sinh học: ức chế một phần vi sinh vật trên bề mặt vật liệu, kéo dài thời gian bảo quản.
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 25 Phương pháp: sử dụng thiết bị cô đặc chân không, nồng độ chất khô sau khi cô đặc là 550Bx.
1.2.5.7. Sấy phun
Mục đích: cung cấp nhiệt làm bốc hơi nhanh nước trong dịch sau phối trộn, tạo sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp để bảo quản đƣợc lâu hơn. Sấy phun còn là quá trình chế biến, nâng cao hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong sản phẩm, giảm thể tích bao bì, khối lƣợng vận chuyển.
Biến đổi
- Vật lý: thể tích giảm, khối lƣợng giảm, khối lƣợng riêng tăng
- Hóa lý: hiện tƣợng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm trong quá trình sấy. Một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy do nhiệt độ gây tổn thất chất thơm. Ngƣợc lại, một só hương thơm được phát huy hay được tạo thành trong quá trình sấy do phản ứng maillard, caramen…..làm giảm giá trị cảm quan
- Hóa học: tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng nhƣ: phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa đường khử và acid amin tạo màu cho sản phẩm. Protein, tinh bột, đường bị biến đổi.
- Sinh học: ức chế một phần vi sinh vật trên bề mặt vật liệu, kéo dài thời gian bảo quản.
- Cảm quan: nguyên liệu chuyển từ dạng lỏng sang dạng cấu trúc bột mịn, màu sắc mùi vị thay đổi.
Phương pháp: Sử dụng hệ thống sấy phun.
Nguyên liệu từ thùng chứa (3) đƣợc bơm số (4) bơm vào buồng sấy (1), khi vào buồng sấy đƣợc phân bố mấu thành hạt nhỏ li ti (dạng mù) nhờ cơ cấu phun. Không khí nóng thổi qua calorifer (2) đƣa vào buồng sấy. Không khí nóng và nguyên liệu ở dạng mù tiếp xúc với nhau trong vài giây tại cơ cấu phun mẫu (5) đặt trong buồng sấy nước từ nguyên liệu bốc hơi sau đó thoát ra ngoài, sản phẩm khô đƣợc thu gom tại đáy cyclon (6), đƣợc làm nguội và thu hồi. Một phần bụi mịn theo không khí qua cyclone (7), sau đó qua bộ lọc vải (8) nhằm thu hồi lại các hạt bụi mịn còn sót lại và thải ra ngoài.
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 26
1. Buồng sấy. 5. Cơ cấu phun mẫu.
2. Caloriphe. 6. Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát ra.
3. Thùng chứa nguyên liệu cần sấy. 7. Cyclon vận chuyển sản phẩm.
4. Bơm nguyên liệu. 8. Hệ thống quạt hút và màng lọc 1.2.5.8. Đóng gói bảo quản
Bột cà rốt sau khi sấy phun sẽ đƣợc đƣa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói.
Thông thướng người ta sử dụng bao bì bằng kim loại hoặc bao bì giấy. Do đó nhóm chúng tôi quyết định sử dụng bao bì bằng kim loại.
Ƣu điểm
− Không bị ảnh hưởng bởi sốc nhiệt nên có thể gia nhiệt, làm lạnh nhanh trong mức có thể.
- Độ bền cơ học cao.
- Đảm bảo độ kín, không thấm ƣớt.
- Phải có bao bì ngoài, màng co hay màng carton để đóng hang vận chuyển xa.
- Không ảnh hưởng bởi sốc nhiệt nên có thể gia nhiệt làm lạnh nhanh trong mức có thể.
Hình 10: Sơ đồ hệ thống sấy phun
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 27 - Chống ánh sáng thường cũng như tia cực tím tác động vào thực phẩm.
- Bao bì kim loại có tính chất chịu nhiệt độ cao và khả năng truyền nhiệt cao, do đó thực phẩm các loại có thể đóng hộp thanh trùng hoặc tuyệt trùng với chế độ thích hợp đảm bảo an toàn vệ sinh.
- Bao bì kim loại có bề mặt tráng thiết tạo ánh sáng bóng có thể đƣợc in và tráng lớp vecni đẻ bảo vệ lớp in không bị trầy xước.
- Quy trình sản xuất hộp và đóng hộp đƣợc tự động hóa hoàn toàn, gia công bao bì với cường độ cao, độ chính xác cao.
- Nhẹ thuận lợi cho vận chuyển.
- Hầu hết nguyên liệu lá kim loại (nhôm, sắt, thép) phải là nhập ngoại.
Nhƣợc điểm:
- Độ bền hóa học kém hay bị rỉ và bị ăn mòn.
- Không thể nhìn đƣợc sản phẩm bên trong
- Nặng và đắt hơn bao bì có thể thay thế nó là plastic - Tái sử dụng bị hạn chế.
- Giá thành bao bì cao.
Ứng dụng
Bao bì bằng kim loại đƣợc ứng dụng nhiều để bao gói các sản phẩm thực phẩm, dƣợc phẩm, mỹ phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm đƣợc dùng để làm:
- Các loại lon chịu áp lực (nhôm, sắt) đựng bia, nước ngọt có gas.
- Các loại hộp đựng bánh, kẹo, sữa khô, chè khô, hạt, bột khô, đóng hộp thịt, cá, rau quả ...
- Làm bao bì ngoài cho các sản phẩm rƣợu chai.
- Làm nắp đậy cho chai, lọ thuỷ tinh (nắp chai bia, nắp đồ hộp)
- Người ta thường sản xuất bao bì kim loại ở dạng hộp hình trụ hoặc hình hộp chữ nhật.
- Kích thước của hộp tùy thuộc vào từng loại sản phẩm và tùy thuộc vào thói quen sản xuất của từng quốc gia. Tuy nhiên ngày nay do công nghiệp thực phẩm phát triển mãnh mẽ và sự giao du quốc tế ngày càng mở rộng nên người ta dần dần tiến tới sự thống
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNTP 28 nhất kích thước mang tính tiêu chuẩn hóa để có thể sử dụng những máy đóng hộp hiện đại, các loại vật liệu đã được sản xuất sẵn và phù hợp với những phương tiện vận tải.
Yêu cầu chung về bao bì: hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến bột cà rốt.
Đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ, 10% hydro vào hộp trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Bột cà rốt có khả năng hút ẩm cao do đó khi bảo quản trong bao bì kín, bột cà rốt sẽ hút nước đến độ ẩm cân bằng, tạo thành các cục vón làm giảm độ hòa tan của bột.