51. Quy trình sản xuất Nước Lá Atiso Phân loại Trà atiso hịa tan Lọc Trích ly Nghiền thơ Cơ đặc Sấy phun Bao gĩi Bao bì B ã
5.2. Giải thích quy trình:
• Nguyên liệu:
Lá phải được thu hoạch trước khi cây chưa ra hoa vì lú này hoạt chất cao nhất. Lá atiso chứa nhiều hoạt chất nhất, Chọn Astisơ cĩ lá màu xanh, khơng nên dùng những loại lá đã phơi khơ hay lá héo, được rửa sạch loại bỏ đất cát.
Hoạt chất trong phiến lá cao gấp 10 lần trong cuống lá. Vì chất cinarin chỉ tồn tại trong lá atiso trong 24 giờ đồng hồ sau thu hái, nên bằng mọi giá, lượng lá atiso về trong ngày, dù nhiều hay ít đều phải được xử lý ngay. Do vậy, việc rút ngắn thời gian chiết xuất khỏang 5 tiếng đồng hồ là việc làm cĩ ý nghĩa, nĩ vừa tiết kiệm được nhiên liệu, vừa tiết kiệm được cơng sức của cơng nhân.
• Nghiền:
Mục đích: làm giảm kích thước, tăng diện tích tiếp xúc với dung mơi trong quá trình trích ly nâng cao hiệu suất trích ly.
• Trích ly:
Trích ly là quá trình rút chất hịa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khác(gọi là dung mơi). Khi trích ly chất hịa tan trong chất lỏng gọi là trích ly chất lỏng, cịn trích ly chất hịa tan trong chất rắn gọi là trích ly chất rắn.
Mục đích:
Dùng dung mơi thích hợp để trích ly các hợp chất hịa tan trong trà nguyên liệu với hiệu suất cao và giữ tối đa hương vị của trà nguyên liệu.
Làm giàu cấu tử các chất hịa tan chuẩn bị cho quá trình cơ đặc. Nước là dung mơi cĩ hiệu suất chiết cao nhất
Cách thực hiện:
Sử dụng phương pháp trích ly ngược dịng, atiso nguyên liệu được đưa vào thấp hơn của đầu hệ thống và được đưa lên trên bằng chuyển động xoay của trục vít trong khi đĩ nước chuyển động theo chiều ngược lại. Trục vít được thiết kế sao cho nước chảy đễ dàng qua tồn bộ lá atiso và nhiệt độ của hệ thống được kiểm sốt bởi hệ thống
các phân tử nhỏ kết dính lại với nhau làm tắt nghẽn dịng chảy. Sản lượng chất rắn thu hồi từ 25-35%.
Thơng thường tỷ lệ trích ly nước : atiso = 10 : 1 quá trình trích ly tiến hành ở nhiệt độ 60-1000C dịch trích ly cuối chiếm khoảng 4% chất rắn.
Thiết bị:
Máy trích ly dạng vít đứng tác dụng liên tục Thiết bị trích ly nhiều nồi lắp nối tiếp nhau Thiết bị khuếch tán tác động liên tục
• Lọc:
Mục đích: Tách bã atiso ra khỏi dung dịch, tách bỏ các lọai tạp chất, nhằm làm sạch chuẩn bị cho quá trình cơ đặc và sấy phun.
Các biến đổi chính:
Chủ yếu là biến đổi vật lý và biến đổi cảm quan. Vật lý: độ nhớt dung dịch giảm.
Cảm quan: dung dịch trở nên trong, đồng nhất, chất lượng sản phẩm tăng.
Các yếu tố ảnh hưởng:
- Hiệu số áp suất P giữa hai đầu lọc: hiệu số này tăng dẫn đến hiệu suất lọc tăng, tuy nhiên việc tăng P phải được giới hạn vì nếu vượt quá Pmax sẽ khiến bã bị nén chặt, ống mao quản bị thu hẹp lại làm cho tốc độ lọc tăng chậm hơn so với việc tăng áp suất thậm chí cĩ thể gây tắc nghẽn, rách vải lọc và phá vỡ lớp vách ngăn. Để tăng P người ta sử dụng bơm, máy nén, hút chân khơng hoặc tạo áp suất thuỷ tĩnh.
- Tính chất của cặn lọc (bã atiso): đậy là loại bã cĩ thể nén đựơc, do đĩ khi tăng áp lực chúng cĩ thể nén chặt lại làm cho lượng dung dịch qua bã giảm dần. Do đĩ, trong quá trình lọc cĩ thể rút bớt bã, kiểm sốt áp suất lọc.
- Tính chất và bề dày lớp vật ngăn: đường kính ống mao quản và bề dày phải được tính tốn phù hợp với yêu cầu lọc.
- Độ nhớt của dung dịch: Độ nhớt cao cĩ thể cản trở quá trình lọc, do đĩ để giảm độ nhớt người ta cĩ thể tăng nhiệt độ dung dịch lọc.
Phương pháp thực hiện:
- Lọc gián đoạn. - Lọc liên tục. - Kết hợp.
Thiết bị: Máy lọc khung bản, máy lọc tấm, máy lọc ống…
Yêu cầu kỹ thuật: dung dịch sau lọc phải trong, đồng nhất, nhưng màu sắc và mùi vị của atiso khơng thay đổi.
• Cơ đặc:
Dịch trích ly là quá lỏng để đem đi sấy trực tiếp, vì vậy dịch trích ly cơ đặc đến khoảng 25-55% chất khơ trước khi được đem đi sấy. Thơng thường việc cơ đặc được tiến hành cho bốc hơi ở áp suất chân khơng và nhiệt độ thấp. Theo phương pháp này thì atiso dễ bị phá hỏng bởi nhiệt độ trong quá trình cơ đặc. Vì vậy các nhà sản xuất phải tách các hợp chất bay hơi, sau đĩ cơ đặc dịch và phối trộn các hợp chất bay hơi trở lại trước khi sấy.
Các biến đổi chính:
Vật lý:
Tăng:
- Nồng độ chất tan do quá trình bốc hơi nước.
- Nhiệt độ sơi T (vì quá trình cơ đặc sẽ làm tăng nồng độ chất tan dẫn đến nhiệt độ sơi của dung dịch cũng tăng theo).
- Độ nhớt η (độ nhớt sẽ tăng theo nồng độ chất tan)
Giảm:
- Thể tích dịch do mất nước.
- Hệ số dẫn nhiệt λ do hệ số dẫn nhiệt của nước là tương đối cao mà nước bị mất đi làm giảm hệ số dẫn nhiệt.
- Nhiệt dung C: tương tự do nhiệt dung riêng của nước là cao. - Bay hơi các cấu tử dễ bay hơi
Hố lý:
- Keo tụ protein: do trên bề mặt phân tử prrotein cĩ các nhĩm phân cực, khi hồ tan vào nước, các phân tử nước lưỡng cực cao được hấp phụ bởi các nhĩm này, tạo thành màng nước bao quanh phân tử protein gọi là các lớp vỏ hydrat. Khi tăng nhiệt độ, lớp vỏ hydrat sẽ bị loại bỏ, các phân tủ lớn protein sẽ kết tụ lại với nhau tạo thành khối lớn tách khỏi dung dịch.
- Phân huỷ pectin: ở nhiệt độ cao pectin sẽ bị phân giải. - Caramen hố đường
Hố học Giảm
- pH: ở nhiệt độ cao sẽ diễn ra sự phân huỷ đường và các chất khác tạo axit hữu cơ.
- Phân huỷ các chất hồ tan: polyphenol, đường… - Tăng màu:
Do phân huỷ các sản phẩm cơ đặc dưới điều kiện nhiệt độ và PH: ví dụ phân huỷ đường khử, caramen hố v.v…
Do kết quả của phản ứng Maillard là phản ứng ngưng tụ giữa đường khử và các amino axit, tạo thành các chất màu dạng keo cĩ chứa Nitơ
Do sự tác dụng tương hỗ giữa sản phẩm phân huỷ đường với các aminoaxit v.v… một số vitamin cĩ thể bị phân huỷ: vitamin C…
Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt độ cao.
Cảm quan: thay đổi màu sắc, mùi vị…
Phương pháp thực hiện
Cơ đặc lạnh.
- Nguyên tắc: hạ nhiệt độ xuống thấp để nước kết tinh, sau đĩ tách lấy các tinh thể đá để thu dung dịch cơ đặc.
- Ưu điểm: đảm bảo chất lượng dịch chè sau khi cơ đặc - Nhược điểm: tốn thời gian
Cơ đặc bằng membrane
- Ưu điểm: khơng ảnh hưởng mơi trường, gĩư được chất lượng dịch chè, dễ sử dụng - Nhược điểm: chi phí cao, dễ dẫn đến hiện tượng fouling
Cơ đặc bốc hơi
- Cơ đặc màng
- Cơ đặc gián đoạn hay liên tục - Cơ đặc một nồi hay nhiều nồi - Cơ đặc chân khơng
Thiết bị cơ đặc nén hơi thứ:
Hơi thứ được nén lại và đưa trở lại nồi cơ đặc, giúp tận dụng hơi thứ Thiết bị cơ đặc tuần hồn:
Dịch cơ đặc được tuần hồn trở lại nồi cơ đặc, giúp cơ đặc triệt để.
Yêu cầu kỹ thuật:
Đảm bảo cấu tử quý
Màu sắc, mùi vị đặc trưng của chè được giữ tối đa các thành phần hố học chủ yếu của chè khơng thay đổi
• Sấy khơ:
Thường sử dụng phương pháp sấy phun (điều kiện nhiệt độ thấp và chân khơng) phương pháp này được sử dụng nhiều hơn cả do giá thành rẻ cả từ khâu đầu tư đến chi phí sản xuất.
Trà atiso hiếm khi bị kết dính và những đặc điểm cho sản phẩm: vị, màu sắc độ mịn, hàm ẩm.
Sấy phun Mục đích:
Bảo quản: Sầy đến lượng nước tối thiểu, vi sinh vật khĩ phát triển để bảo quản sản phẩm được lâu. Sấy đến hoạt độ của nước: aw = 0,25 ÷ 0,35 vì đĩ là điểm bảo quản tối ưu của các sản phẩm cĩ tính sinh học khi khơng sử dụng lạnh
-Làm giảm khối lượng của vật liệu (giảm cơng chuyên chở), làm tăng độ bền( các vật liệu gốm, sứ, gỗ), bảo quản được tốt.
- Áp dụng các vật liệu cĩ dạng lỏng và huyền phù (trong đĩ nồng độ chất khơ dao động từ 30% ÷ 70%), sản phẩm dạng sương bột nhờ cơ cấu phun sương.
Các biến đổi chính:
- Vật lý: thay đổi trạng thái vật liệu từ dạng dung dịch sang dạng rắn xốp. - Hố lý:
Sự khuếch tán ẩm, ẩm khuếch tán từ lớp ngồi vào trong vật liệu do dãn nở vì nhiệt.
Hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm.
- Hố học:
Tốc độ phản ứng hố học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng.
Tốc độ phản ứng hố học chậm đi do mội trường nước bị giảm dần. Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy.
- Sinh hố:
Nhiệt độ vật liệu tăng tạo ra sự hoạt động các hệ enzim, gây ra phản ứng của các enzim trong chè : thuỷ phân cellulose, oxyhố polyphenol, phản ứng Maye…
- Sinh học:
Biến đổi cấu trúc tế bào.
Làm yếu hay tiêu diệt vi sinh vật trên vật liệu.
- Cảm quan:
Cường độ màu tăng lên do các phản ứng tạo màu: oxi hố polyphenol…. Mùi: một số chất mùi mới tạo thành do phản úng quinoamin….
Vị : do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên, cường độ vị tăng.
Phương pháp và thiết bị sấy phun:
Phương pháp:
Quá trình sấy diễn ra rất nhanh đến mức khơng kịp đốt nĩng vật liệu lên quá giới hạn cho phép. sản phẩm thu được ở dạng bột mịn.
Cường độ sấy trong thiết bị này tỷ lệ thuận với sự tăng của bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng với tác nhân sấy, tức là phụ thuộc vào độ phân tán của lỏng được phun thành sương. Người ta dùng một trong ba phương pháp sau để phun chất lỏng thành sương:
Ly tâm:
Cho chất lỏng rơi vào một đĩa quay nhanh (2000 ÷ 5000 vịng/ phút) cĩ thể phun huyền phù và chất lỏng nhớt thành sương được.
Gĩc phun 1800, năng suất lớn, ít ăn mịn, dễ dàng điều khiển, cho kích thước hat phun sương đồng đều nhất, nhưng chi phí cao, tiêu tốn nhiên liệu nhiều.
Cơ khí:
Nhờ những vịi phun trong đĩ chất lỏng được đẩy bằng bơm với áp suất hơi 200at. Để phun đều người ta cấu tạo các vịi phun cĩ đường kính nhỏ 0,5mm với lưu lượng lớn nhất là 100 lit/h, vì thế loại này khơng thuận tiện đối với huyền phù và các dạng dịch nhớt.
Gĩc phun khoảng < 600, cấu tạo đơn giản, nhưng dễ bị ăn mịn, năng suất thấp.
Dùng khí nén:
Nhờ các vịi phun trong đĩ chất lỏng được đẩy bằng khơng khí nén với áp suất 2,5 ÷ 5 at.
Cấu tạo đơn giản, năng suất thấp.
Trong cả ba loại trên thì phun bằng ly tâm cĩ hiệu quả cao nhất nhưng tiêu thụ năng lượng nhiều hơn phương pháp cơ khí.
Ưu điểm của sấy phun:
Sấy nhanh, tiết kiệm được thời gian sấy, tính chất sản phẩm ít bị biến đổi sau khi sấy.
Ít bị ăn mịn thiết bị.
Cơ giới hố, dễ điều khiển. Năng suất cao, làm việc liên tục.
Nhờ sấy nhanh nên nhiệt độ của vật liệu trong suốt quá trình khơng tăng cao mấy mặc dầu nhiệt độ tác nhân sấy cao hơn nhiều, điều này rất quan trọng, nhất là với loại vật liệu khơng chịu đựoc nhiệt độ cao.
Nhược điểm của sấy phun:
Vốn đầu tư cao.
Kích thước phịng sấy lớn mà vận tốc của tác nhân sấy lại nhỏ do đĩ cường độ sấy nhỏ.
Khơng thích hợp cho sản phẩm cĩ tỷ trọng lớn. Tiêu tốn nhiều năng lượng và nhiệt lượng.
Thiết bị phức tạp, nhất là cơ cấu phun bụi và thu hồi bụi sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng:
Bản chất vật liệu: đặc tính liên kết ẩm.
Sự phân bố mật độ các giọt lỏng theo bán kính phun và kích thước của giọt lỏng, Tác nhân sấy, tác nhân trong tháp sấy khơng nên quá lớn( 0,2÷0,4 m/s).
Thời gian: thời gian dài ẩm độ ẩm càng giảm. Phương pháp sấy.
Thiết bị:
Nguyên lý cấu tạo của thiết bị sấy phun dùng khơng khí nĩng. Khơng khí nhờ quạt thổi 1 đưa qua cloriphe 2 để nâng đến nhiệt độ sấy. Dung dịch sầy nhờ hệ thống bơm cao áp đưa vào vịi phun 4 đặt trên đỉnh tháp sấy 3. Dưới tác dụng của áp suất cao dung dịch được tán thành các giọt lỏng li ti. Chùm tia phun được dịng tác nhân nĩng phân tán đều khắp thể tích tháp, rồi cùng chuyển động xuống đáy tháp, sản phẩm khơ được tích tụ tại đáy và nhờ bộ tháo liệu 9 đưa ra ngồi, cịn khơng khí ẩm theo đường ống 7 vào xycơlon 6 tách bụi. Sau cùng khí thải nhờ quạt 5 tống ra ngồi cịn bụi sản phẩm lấy ra từ cửa 8.
Hình 4: Thiết bị sấy phun dùng khơng khí nĩng.
1. Quạt thổi 2. Caloriphe 3. Tháp sấy 4. Vịi phun
5. Quạt hút khí thải ra ngồi
6. Xycơlơn
7. Đường ống khơng khí ẩm đi qua 8. Cửa lấy bụi sản phẩm
9. Bộ tháo liệu.
• Bao gĩi:
Sau khi sấy khơ trà được đĩng gĩi thành những gĩi cĩ khối lượng đồng nhất trong các thiết bị đĩng gĩi tự động.
Các biến đổi
Quá trình bao gĩi khơng tác động trực tiếp đến sản phẩm. Nhưng điều kiện mơi trường sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cũng như thời gian bảo quản sản phẩm. Nếu bao gĩi trong điều kiện bình thường thì O2 khơng khí, hơi nước, vi sinh vật… cĩ thể đi vào sản phẩm, các cấu tử hương bị thất thốt ra mơi trường. Do đĩ sẽ làm giảm chất lượng của atiso về mùi, vị (do quá trình oxy hĩa), atiso cĩ thể bị vĩn cục do độ ẩm tăng. Vì thế thời gian bảo quản sẽ ngắn.
Phương pháp thực hiện
Atiso hịa tan cĩ thể bảo quản ít nhất là 18 tháng nếu trong bao bì: Độ ẩm thấp hơn: 4 – 5% w/w
O2 thấp hơn 4%
Yêu cầu: trà atiso hịa tan khơng bị đĩng cục, rời nhau, cĩ màu nâu sáng
và tan hồn tồn trong nước, tỉ lệ giữa các thành phần phải đều nhau, khơng kết hợp các thành phần riêng biệt và các thành phần chống đơng tụ. chè hịa tan phải cĩ mùi thơm và hương vị đặc trưng của từng loại, nhãn hiệu.
SẢN PHẨM