Chương 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay các sản phẩm mứt dẻo trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng vô cùng phong phú và đa dạng. Việt Nam là một trong những đất nước Chấu Á có nguồn tài nguyên về dừa rất nhiều và sự có mặt của các sản phẩm mứt dừa sấy dẻo trên thị trường cũng vô cùng phổ biến. Tuy nhiên để tạo ra sản phẩm đạt được giá trị dinh dưỡng và cảm quan tốt đối với người tiêu dùng là điều cần thiết. Vì vậy, việc khảo sát “ Ảnh hưởng của nhiệt nhiệt và nồng độ dung dịch lên sự mất nước thẩm thấu của dừa” nhằm lựa chọn những thông số và điều kiện thí nghiệm tối ưu để chế biến ra một loại mứt dừa sấy dẻo ngon, dinh dưỡng và thu hút cảm quan người tiêu dùng.
Đồng thời sản phẩm có giá trị về mặc kinh tế góp phần nâng cao giá trị sử dụng nguồn nguyên liệu dồi dồi từ dừa, nâng cao thu nhập và đưa sản phẩm ra rộng hơn trên thị trường tiêu thụ.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu tổng quát Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch saccharose và nhiệt độ lên sự mất nước thẩm thấu của lát dừa. Từ đó đưa ra thông số kỹ thuật hợp lí cho ra sản phẩm có chất lượng về mặt cảm quan.2 Mục tiêu cụ thể Khảo sát nồng độ đường và nhiệt độ để biết được lượng chất rắn hòa tan đi vào miếng lát dừa và lượng nước mất đi từ nguyên liệu Khảo sát nồng độ đường và nhiệt độ ngâm đến đường cong sấy 1 Chương 2.1 TỔNG QUAN VỀ SẤY 2.1 Khái niệm chung Trong công nghệ hóa thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi vật liệu( làm khô vật liệu) là rất quan trọng. Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Tác nhân sấy : môi trường cung cấp nhiệt và tách ẩm ra khỏi vật liệu Không khí nóng Khói lò Hơi nước Tùy theo tính chất và độ ẩm của vật liệu, mức độ làm khô được được thực hiện bằng một trong các phương pháp tách nước ra khỏi vật liệu sau đây Phương pháp cơ học ( sử dụng máy ép, lọc, ly tâm,…) Phương pháp hóa lý ( sử dụng canxi clorua, acid sunfulric để tách nước).
Phương pháp nhiệt ( dùng nhiệt để bốc hơi ẩm ra khỏi vật liệu). Sấy là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ lien kết bề mặt và bảo quản được tốt hơn.
Trong quá trình sấy, nước bay hơi ở nhiệt độ bất kì do sự khuếch tán bởi sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu đồng thời bên trong vật liệu có sự chênh lệch áp suất riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Quá trình sấy được khảo sát về mặt tĩnh lực học và động lực học. Tĩnh lực học quá trình sấy Quan hệ thông số đầu , cuối của vật liệu Quan hệ thông số đầu , cuối của tác nhân sấy Xác định lượng tác nhân sấy, nhiệt lượng Động lực của quá trình sấy 2 Khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên độ ẩm của vật liệu với thời gian và các thông số của quá trình.2 Phân loại thiết bị sấy Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp khác nhau nên có nhiều thiết bị sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách để phân loại thiết bị sấy. Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò, ngoài ra còn có các thiết bị sấy bằng phương pháp phức tạp hơn như là sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần.
Dựa vào áp suất làm việc: gồm có thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường. Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ…. Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy bang tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun,… Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy : cùng chiều, ngược chiều và giao chiều.3 Nguyên lí thiết kế thiết bị sấy Yêu cầu của thiết bị sấy là phải làm việc tốt, tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng và dê sử dụng. Khi thiết kế các thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết: loại vật liệu cần sấy,( rắn, nhão, lỏng,…) năng suất, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, nhiệt độ giới hạn, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy.
Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ qui trình sản xuất, chọn kiểu thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và điều kiện sản xuất. Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị. Tính cân bằng nhiệt lượng để tính tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần thiết. Đối với các thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển cần phải tính độ bền.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy và chúng có thể được chia thành hai nhóm: các yếu tố lien quan đến điều kiện sấy và các yếu tố liên quan đến bản chất của nguyên liệu cần sấy.1 Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy - Nhiệt độ tác nhân sấy: trong phương pháp sấy đối lưu, khi tăng nhiệt độ tác nhân sấy thì tốc độ sấy sẽ tăng theo.
Đó là do tốc độ truyền nhiệt gia tăng. Việc tăng nhiệt độ tác nhân sấy sẽ làm giảm độ ẩm tương đối của nó. Điều này giúp cho các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu cần sấy sẽ bốc hơi dễ dàng hơn. Ngoài ra ở nhiệ độ cao, thì sự khuếch tán của các phân tử nước sẽ diễn ra nhanh hơn.
- Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì các biến đổi vật lí và hóa học trong nguyên liệu sẽ diễn ra mạnh mẽ. Một số biến đổi này có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan sản phẩm. - Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy: khi tăng độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thì thời gian sấy sẽ kéo dài. Trong phương pháp sấy đố lưu, theo lí thuyết thì các phân tử nước trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi thì cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy.
Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên bề mặt nguyên liệu càng dễ bốc hơi. Đây cũng chính là động lực của quá trình sấy. - Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thì tốc độ sấy trong giai đoạn sấy đẳng tốc sẽ càng tăng. Tuy nhiên, độ ẩm tương đối của không khí nóng ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc.
Cần lưu ý là độ ẩm tương đối của tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng quyết định đến giá trị độ ẩm cân bằng của sản phẩm sau quá trình sấy. Khi sản phẩm sấy đã đạt độ ẩm cân bằng thì quá trình bốc hơi sẽ dừng lại. - Tốc độ tác nhân sấy: trong phương pháp sấy đối lưu, tốc độ tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng đến thời gian sấy. Sự bốc hơi nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ diễn ra nhanh hơn khi tốc độ truyền khối được tăng cường nhờ sự đối lưu, tức khi tốc độ tác nhân sấy được gia tăng.
Kết quả thực nghiệm cho thấy 4 khi tăng tốc độ tác nhân sấy sẽ rút ngắn thời gian sấy đẳng tốc., tuy nhiên tốc độ tác nhân sấy ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc. - Áp lực: áp lực trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến trạng thái của nước trong nguyên liệu cần sấy. Khi sấy trong điêu kiện chân không, do áp suất hơi của không khí giảm nên quá trình sẽ diễn ra nhanh hơn, đặc biệt là trong giai đoạn sấy đẳng tốc. Tuy nhiên, áp suất chân không ít ảnh hưởng đến sự khuếch tán ẩm ở bên trong nguyên liệu.2 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu - Diện tích bề mặt của nguyên liệu: với hai mẫu nguyên liệu có cùng khối lượng và độ ẩm, mẫu nào có diện tích bề mặt lớn hơn thì thời gian sấy sẽ ngắn hơn.
Đó là do khoảng cách của các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu cần khuếch tán đến bề mặt miên sẽ ngắn hơn. Ngoài ra, do diện tích bề mặt lớn nên số phân tử nước tại bề mặt có thể bốc hơi trong một khoảng thời gian xác định sẽ tăng. - Cấu trúc của nguyên liệu: các nguyên liệu trong ngành công nghiệp thực phẩm có cấu tạo từ các nguyên liệu là tế bào thực vật hoặc động vật. Khi đó, phần ẩm nằm bên ngoài tế bào sẽ rất dễ tách trong quá trình sấy.
Ngược lại, phần ẩm nằm bên trong tế bào rất khó tách. Khi cấu trúc tế bào bị phá hủy, việc tách nước nội bào sẽ diễn ra dễ dàng hơn. Tuy nhiên, sự phá hủy cấu trúc tế bào thực vật hoặc động vật trong các nguyên liệu thực phẩm sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy. - Thành phần hóa học của nguyên liệu: thành phần định tính và định lượng của các hợp chất hóa học có trong mẫu nguyên liệu ban đầu sẽ ảnh hưởng đến tốc độ và thời gian sấy, đặc biệt là trong trường hợp sấy nguyên liệu có độ ẩm thấp.
Một số cấu tử như đường, tinh bột, muối,… có khả năng tương tác với các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu. Chúng sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán. Chúng sẽ làm giảm tốc độ khuếch của các phân các phân tử nước từ tâm nguyên liệu cho đến vùng bề mặt, do đó làm cho quá trình sấy diễn ra chậm hơn.5 Thiết bị sấy 2.1 Phương pháp sấy đối lưu: trong phương pháp này, người ta sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy. Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu tĩnh: khi đó, dòng tác nhân sấy sẽ được thổi song song hoặc vuông góc với bề mặt lớp nguyên liệu.
- Thiết bị sấy thùng: Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình trụ nằm ngang, bên trong thiêt bị có tấm lưới. Nguyên liệu cần sấy sẽ được dàn đều trên bề mặt tấm lưới. Tác nhân sấy sẽ được nạp vào từ phía bên dưới tấm lưới, sau đó sẽ chuyển động đi qua lớp nguyên liệu theo hướng vuông góc với bề mặt của lớp nguyên liệu rồi thoát ra ngoài thiết bị cửa.