Khóa luận về ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch lên sự mất nước thẩm thấu của dừa

Khóa luận nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước thẩm thấu của dừa, cung cấp thông tin hữu ích cho ngành nông nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Thị Mai Chuỗi
• Người hướng dẫn: TS. Lưu Xuân Cường
• Trường học: Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Và Nồng Độ Dung Dịch Đến Sự Mất Nước Thẩm Thấu Của Dừa
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.1.1. Mục tiêu tổng quát
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SẤY
• 2.1. Khái niệm chung
• 2.2. Phân loại thiết bị sấy
• 2.3. Nguyên lí thiết kế thiết bị sấy
• 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
• 2.4.1. Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy
• 2.4.2. Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu
• 2.5. Thiết bị sấy
• 2.5.1. Phương pháp sấy đối lưu
• 2.5.1.1. Thiết bị sấy thùng
• 2.5.1.2. Thiết bị sấy khay
• 2.5.1.3. Thiết bị sấy hầm (tunnel dryer)
• 2.5.2. Thiết bị sấy với lớp nguyên liệu chuyển động tương đối
• 2.5.3. Thiết bị sấy nguyên liệu trong trạng thái xáo trộn
• 2.5.4. Thiết bị sấy nguyên liệu ở trạng thái lơ lửng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước của dừa

Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước của dừa là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ thực phẩm. Dừa là một nguyên liệu phong phú tại Việt Nam, và việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự mất nước của nó sẽ giúp tối ưu hóa quy trình chế biến. Nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững ngành công nghiệp thực phẩm.

1.1. Tại sao nghiên cứu sự mất nước của dừa lại quan trọng

Sự mất nước của dừa ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc nghiên cứu này giúp xác định các điều kiện tối ưu để sản xuất các sản phẩm từ dừa có giá trị cao hơn.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự mất nước của dừa

Nhiệt độ và nồng độ dung dịch là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến sự mất nước của dừa. Nghiên cứu sẽ phân tích cách mà chúng tác động đến quá trình này.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu sự mất nước của dừa

Mặc dù dừa là một nguyên liệu phổ biến, nhưng việc kiểm soát sự mất nước trong quá trình chế biến vẫn gặp nhiều thách thức. Nồng độ dung dịch và nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến tốc độ mất nước mà còn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc tìm ra các thông số tối ưu là rất cần thiết để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

2.1. Những khó khăn trong việc kiểm soát nhiệt độ

Nhiệt độ quá cao có thể làm giảm chất lượng dinh dưỡng của dừa, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể làm tăng thời gian chế biến. Cần có các biện pháp để kiểm soát nhiệt độ hiệu quả.

2.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến sự mất nước

Nồng độ dung dịch quá cao có thể dẫn đến sự mất nước nhanh chóng nhưng cũng có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Cần nghiên cứu để tìm ra nồng độ tối ưu.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch

Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước của dừa, các phương pháp thí nghiệm sẽ được áp dụng. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện trong điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

3.1. Thiết kế thí nghiệm để khảo sát sự mất nước

Thiết kế thí nghiệm sẽ bao gồm việc xác định các mức nhiệt độ và nồng độ dung dịch khác nhau để đánh giá sự mất nước của dừa.

3.2. Phân tích dữ liệu và kết quả thí nghiệm

Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để xác định mối quan hệ giữa nhiệt độ, nồng độ dung dịch và sự mất nước của dừa.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quý giá về ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước của dừa. Những thông tin này có thể được áp dụng trong sản xuất thực phẩm từ dừa, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

4.1. Kết quả chính từ nghiên cứu

Nghiên cứu cho thấy rằng sự mất nước của dừa tăng lên khi nhiệt độ và nồng độ dung dịch tăng. Điều này có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình chế biến.

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để phát triển các sản phẩm mới từ dừa, đáp ứng nhu cầu thị trường và nâng cao giá trị kinh tế.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch đến sự mất nước của dừa mở ra nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp thực phẩm. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp cải thiện quy trình chế biến và nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kiểm soát nhiệt độ và nồng độ dung dịch là rất quan trọng trong quá trình chế biến dừa.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để tìm ra các phương pháp mới nhằm tối ưu hóa quy trình chế biến dừa, từ đó nâng cao giá trị sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia có diện tích trồng dừa lớn tại khu vực châu Á, trong đó khu vực Đồng bằng sông Cửu Long chiếm hơn 70% tổng sản lượng dừa cả nước, riêng giống dừa Ta chiếm từ 65% đến 75% diện tích canh tác. Mặc dù nguồn nguyên liệu dừa vô cùng dồi dào, các sản phẩm chế biến sâu có giá trị gia tăng cao như mứt dừa dẻo chất lượng cao vẫn chưa phát triển tương xứng. Phần lớn sản phẩm mứt truyền thống trên thị trường hiện nay sử dụng phương pháp rim đường nhiệt độ cao kéo dài, khiến sản phẩm có độ ngọt gắt (hàm lượng đường vượt quá 65%), cấu trúc bị chai cứng và hàm lượng chất béo tốt dễ bị oxy hóa.

Trước yêu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa công nghệ chế biến sau thu hoạch, đề tài nghiên cứu "Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch lên sự mất nước thẩm thấu của dừa" được thực hiện. Mục tiêu tổng quát là xác lập cơ sở khoa học và các thông số kỹ thuật tối ưu cho quá trình tiền xử lý mất nước thẩm thấu kết hợp sấy đối lưu, nhằm sản xuất mứt dừa sấy dẻo giàu dinh dưỡng, giữ màu trắng ngà tự nhiên và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá động học truyền khối giữa dung dịch đường saccharose ở dải nồng độ 40, 50, 60 độ Brix và nhiệt độ ngâm 40, 50, 60 độ C trong khoảng thời gian từ 30 đến 270 phút. Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 6 đến tháng 8 năm 2019 tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm thuộc Trường Đại học Nguyễn Tất Thành. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn lớn khi giúp giảm từ 20% đến 30% thời gian sấy nhiệt, tiết kiệm công suất tiêu thụ điện 3 kWh của thiết bị sấy khay và tạo ra sản phẩm đạt độ ẩm chuẩn 14% giúp ức chế vi sinh vật gây hại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng của hai lý thuyết cốt lõi trong công nghệ thực phẩm: lý thuyết truyền khối thẩm thấu phi cân bằng và động học sấy đối lưu không khí nóng. Mô hình toán học về sự mất nước thẩm thấu mô tả dòng chuyển dịch hai chiều đồng thời: sự khuếch tán của các phân tử nước từ mô tế bào cơm dừa ra dung dịch ưu trương bên ngoài, song song với dòng dịch chuyển của phân tử đường saccharose đi vào cấu trúc xốp của cơm dừa non. Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu và độ giảm áp suất hơi riêng phần của nước trên bề mặt nguyên liệu.

Các khái niệm chính được làm rõ trong nghiên cứu bao gồm:

• Tỷ lệ mất nước (Water Loss - WL): Thước đo lượng nước thoát ra khỏi cấu trúc tế bào nguyên liệu tính theo phần trăm khối lượng ban đầu.
• Độ tích lũy chất rắn hòa tan (Solid Gain - SG): Lượng đường saccharose khuếch tán và lưu giữ lại trong lát dừa.
• Độ ẩm cân bằng và hoạt độ của nước: Trạng thái ẩm cuối cùng (14%) nhằm vô hiệu hóa sự sinh trưởng của nấm men, nấm mốc và vi khuẩn.
• Hiện tượng co nguyên sinh tế bào: Biến đổi lý hóa xảy ra khi tế bào thực vật tiếp xúc dung dịch đường nồng độ cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tách ẩm mà không làm phá vỡ liên kết mô dẻo.
• Biến đổi nhiệt và phản ứng sẫm màu phi enzyme: Kiểm soát nhiệt độ dưới 65 độ C để ngăn ngừa phản ứng Caramel hóa (xảy ra ở 186 độ C) và phản ứng Maillard gây xỉn màu sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu là cơm dừa non thu mua tại các vựa dừa uy tín, có độ tuổi thu hoạch chuẩn từ 8 đến 9 tháng tuổi, hàm lượng chất khô hòa tan tự nhiên ban đầu đạt từ 12 đến 15 độ Brix và bề dày cơm dừa đạt 0.5 cm. Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết kế đồng nhất với 9 lô thí nghiệm độc lập cho giai đoạn ngâm và 9 lô cho giai đoạn sấy. Tỷ lệ nguyên liệu và dung dịch ngâm luôn được cố định ở mức 1:5 (tương đương 30 g cơm dừa trong 150 ml dung dịch saccharose Biên Hòa có độ tinh khiết tối thiểu 99.5%).

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm loại bỏ các quả dừa quá già (cơm cứng, nhiều dầu khó ngấm đường) hoặc dừa quá non (cơm mỏng, nhiều nước, dễ nhũn nát khi sấy). Quá trình phân tích động học truyền khối sử dụng phương pháp cân khối lượng vi lượng trên cân điện tử Ohaus PA512 của Mỹ với độ chính xác cao đến 0.001 g, kết hợp đo khúc xạ kế quang năng để xác định nồng độ chất khô. Lý do lựa chọn phương pháp này là đảm bảo tính chính xác cơ học tuyệt đối, không làm biến tính mẫu thử và cho phép theo dõi sát sao sự suy giảm khối lượng theo các mốc thời gian 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240 và 270 phút.

Toàn bộ quá trình thực nghiệm được triển khai từ ngày 01 tháng 06 năm 2019 đến ngày 30 tháng 08 năm 2019, bao gồm hai giai đoạn nối tiếp: giai đoạn 1 khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường (40, 50, 60 độ Brix) và nhiệt độ ngâm (50, 60 độ C); giai đoạn 2 khảo sát sấy đối lưu ở các mức nhiệt độ 40, 50 và 60 độ C trên tủ sấy khay công nghiệp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nồng độ dung dịch saccharose tỷ lệ thuận với tốc độ mất nước và lượng chất rắn xâm nhập. Khi tăng nồng độ từ 40 độ Brix lên 60 độ Brix ở nhiệt độ 50 độ C, lượng nước tách ra khỏi lát dừa tăng từ 25% lên hơn 38% sau 270 phút xử lý. Nồng độ 60 độ Brix tạo ra áp suất thẩm thấu cao nhất, thúc đẩy quá trình rút ẩm diễn ra mạnh mẽ ngay trong 60 phút đầu tiên.

Thứ hai, nhiệt độ môi trường ngâm có tác động khuếch đại rõ rệt đến tính thấm của màng tế bào cơm dừa non. Khi gia nhiệt dung dịch từ 40 độ C lên 60 độ C tại nồng độ 50 độ Brix, lượng chất rắn hòa tan đi vào miếng dừa tăng thêm khoảng 30%, đồng thời rút ngắn thời gian đạt trạng thái bão hòa ẩm từ 240 phút xuống còn 180 phút. Nhiệt độ gia tăng giúp làm giảm độ nhớt của dung dịch đường đặc, tạo điều kiện cho các phân tử saccharose luân chuyển nhanh hơn qua các vách ngăn tế bào.

Thứ ba, động học sấy đối lưu ghi nhận nhiệt độ sấy 50 độ C đến 60 độ C là vùng tối ưu để hạ độ ẩm từ mức ban đầu trên 50% xuống ngưỡng tiêu chuẩn an toàn 14%. Tại nhiệt độ sấy 50 độ C kết hợp ngâm trước ở 50 độ Brix, sản phẩm đạt độ dẻo mềm hoàn hảo, không bị hiện tượng "chai vỏ" (case hardening), giữ được màu trắng sữa tự nhiên và bảo tồn nguyên vẹn trên 88% hàm lượng acid béo không bão hòa đặc trưng của dừa non.

Thảo luận kết quả

Cơ chế của hiện tượng mất nước thẩm thấu được giải thích bởi sự chênh lệch hoạt độ nước giữa tế bào thực vật và dung dịch đường ngoại bào. Khi tế bào cơm dừa non tiếp xúc với dung dịch ưu trương 50 đến 60 độ Brix, các phân tử nước tự do di chuyển ồ ạt qua màng bán thấm ra ngoài môi trường nhằm tái lập cân bằng nhiệt động học. Đồng thời, nhiệt độ ngâm 50 đến 60 độ C đã làm mềm nhẹ lớp sáp bề mặt và giãn nở các vi lỗ mao quản trong mô dừa, thúc đẩy hệ số khuếch tán hiệu dụng của nước tăng lên rõ rệt.

Trong báo cáo thực nghiệm, các dữ liệu động học được biểu diễn trực quan thông qua đồ thị hai trục thể hiện tương quan giữa tỷ lệ mất nước (WL) và độ tăng chất rắn (SG) theo thời gian từ 30 đến 270 phút. Đồ thị chỉ ra rằng đường cong mất nước có độ dốc rất lớn trong khoảng thời gian từ 30 đến 120 phút đầu tiên, biểu thị giai đoạn tách ẩm đẳng tốc với tốc độ truyền khối đạt cực đại, sau đó đường cong dần thoải xuống và tiệm cận trạng thái bão hòa sau 210 phút. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cảm quan và hóa lý tại các mốc nhiệt độ 40, 50 và 60 độ C minh chứng rằng mẫu ngâm ở 50 độ Brix tại 50 độ C mang lại sự cân bằng lý tưởng nhất giữa cấu trúc mềm dẻo và vị ngọt dịu nhẹ.

Khi đối chiếu với các công trình nghiên cứu trên rau quả nhiệt đới, kết quả này hoàn toàn tương thích với quy luật khuếch tán Fick. Điểm khác biệt quan trọng là cơm dừa non chứa khoảng 17% hàm lượng chất béo tự nhiên, do đó việc khống chế nhiệt độ sấy không vượt quá 60 độ C là điều kiện tiên quyết để tránh hiện tượng tách dầu và ôi hóa lipid trong quá trình bảo quản dài hạn.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng thực nghiệm, bốn giải pháp công nghệ mang tính ứng dụng cao được đề xuất cho các cơ sở chế biến thực phẩm:

• Chuẩn hóa quy trình phân loại và tạo hình nguyên liệu: Bộ phận tuyển lựa cần chọn quả dừa đúng độ tuổi từ 8 đến 9 tháng, sử dụng thiết bị cắt lát tự động để đảm bảo độ dày miếng dừa đồng đều chính xác 0.5 cm với dung sai dưới 5%, thực hiện liên tục trong quý 1 nhằm tạo tiền đề cho quá trình thẩm thấu đồng nhất.
• Tối ưu hóa chế độ ngâm thẩm thấu công nghiệp: Đội ngũ kỹ sư R&D thiết lập thông số ngâm ở nồng độ đường 50 độ Brix, duy trì nhiệt độ ổn định 50 độ C trong thời gian chuẩn 180 phút với tỷ lệ nguyên liệu trên dung dịch là 1:5, mục tiêu đạt tỷ lệ mất nước sơ bộ từ 30% đến 35% trước khi chuyển sang công đoạn sấy, hoàn thiện trong 3 tháng tới.
• Nâng cấp hệ thống sấy đối lưu đa tầng có kiểm soát nhiệt ẩm: Bộ phận kỹ thuật nhà máy tiến hành lắp đặt hệ thống cảm biến nhiệt độ tự động, vận hành chế độ sấy ở dải nhiệt 50 độ C đến 55 độ C, lưu lượng gió thổi 0.5 m/s, kiểm soát thời gian sấy từ 210 đến 240 phút để đưa độ ẩm sản phẩm cuối về đúng 14% ± 0.5%, triển khai trong vòng 6 tháng.
• Áp dụng bao bì ghép mí hút chân không và kiểm soát chỉ tiêu vi sinh: Phòng Đảm bảo Chất lượng (QA/QC) đưa vào sử dụng bao bì màng ghép PE hút chân không chuyên dụng, bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường từ 25 đến 28 độ C, nơi khô ráo thoáng mát, đảm bảo hạn sử dụng kéo dài trên 6 tháng mà không cần bổ sung chất bảo quản hóa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

• Các doanh nghiệp và cơ sở sản xuất chế biến nông sản: Cung cấp quy trình công nghệ chi tiết, có thể chuyển giao trực tiếp để mở rộng dòng sản phẩm mứt dừa dẻo ít đường, giúp tiết kiệm từ 20% đến 25% chi phí năng lượng sấy nhiệt so với phương pháp cổ truyền.
• Chuyên gia R&D và kỹ sư phát triển sản phẩm thực phẩm: Nắm vững các thông số động học về nồng độ đường 40 - 60 độ Brix và nhiệt độ 50 - 60 độ C để ứng dụng linh hoạt vào việc tối ưu hóa các sản phẩm trái cây sấy dẻo nhiệt đới khác như xoài, đu đủ, thanh long.
• Giảng viên và nghiên cứu viên ngành Công nghệ Thực phẩm: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chất lượng cao cho các học phần Kỹ thuật Thực phẩm, Công nghệ Chế biến Rau Quả, đặc biệt là chương mục về các quá trình truyền khối, khuếch tán ẩm và sấy đối lưu.
• Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành Chế biến Sau Thu hoạch: Nguồn tư liệu chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm thực hành, kỹ thuật thu thập và xử lý số liệu động học thẩm thấu và phương pháp dựng đường cong sấy thực nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

Quá trình mất nước thẩm thấu mang lại lợi thế vượt trội nào so với phương pháp sấy nhiệt trực tiếp? Mất nước thẩm thấu đóng vai trò như một giai đoạn tiền xử lý giúp tách trước từ 30% đến 40% lượng ẩm tự do ra khỏi cơm dừa mà không cần gia nhiệt cao. Kỹ thuật này giúp rút ngắn thời gian sấy trong tủ sấy nhiệt, bảo toàn tối đa màu sắc trắng ngà, giữ lại các vitamin nhạy cảm với nhiệt và hạn chế hiện tượng co ngót biến dạng bề mặt sản phẩm.

Tại sao nghiên cứu lại lựa chọn cơm dừa non ở giai đoạn 8 đến 9 tháng tuổi? Dừa non 8 đến 9 tháng tuổi sở hữu hàm lượng chất khô hòa tan tối ưu từ 12 đến 15 độ Brix, cấu trúc cơm dừa đạt độ dày chuẩn 0.5 cm và có độ dai mềm lý tưởng. Nếu sử dụng dừa quá già (trên 12 tháng), hàm lượng dầu cao trên 30% và mô sợi cellulose xơ cứng sẽ cản trở dung dịch đường khuếch tán, khiến mứt sấy bị khô cứng và dễ ôi dầu.

Nồng độ đường 60 độ Brix và nhiệt độ ngâm 60 độ C có phải là lựa chọn tốt nhất cho mọi mẻ sản xuất không? Mặc dù nồng độ 60 độ Brix ở 60 độ C cho tốc độ mất nước nhanh nhất, chế độ ngâm ở 50 độ Brix và 50 độ C lại được đánh giá cao nhất về mặt cảm quan. Nhiệt độ 50 độ C giúp sản phẩm đạt độ ngọt thanh tự nhiên, cấu trúc dẻo dai hài hòa và tránh nguy cơ sẫm màu do phản ứng Maillard hoặc làm nhão bề mặt dừa non.

Tại sao độ ẩm cuối cùng của sản phẩm dừa sấy dẻo bắt buộc phải đạt mức 14%? Mức độ ẩm 14% tương ứng với hoạt độ nước nằm dưới ngưỡng 0.65, tạo ra môi trường áp suất thẩm thấu cao ức chế hoàn toàn sự nảy mầm của bào tử nấm mốc và sự sinh trưởng của vi khuẩn gây hỏng thực phẩm. Nhờ đó, sản phẩm mứt dừa có thể bảo quản an toàn ở nhiệt độ thường trong túi PE hút chân không hơn 6 tháng.

Dung dịch đường saccharose sau khi ngâm thẩm thấu có thể tái sử dụng được không? Dung dịch đường sau quá trình ngâm hoàn toàn có thể tái sử dụng sau khi được lọc sạch cặn cơ học và cô đặc lại để hiệu chỉnh về nồng độ ban đầu 50 độ Brix. Biện pháp này giúp các nhà máy tiết kiệm đáng kể chi phí nguyên liệu phụ gia và giảm thiểu lượng nước thải hữu cơ ra môi trường trong thực tế sản xuất.

Kết luận

• Đề tài đã nghiên cứu và xác lập thành công ảnh hưởng của nồng độ đường saccharose (40 - 60 độ Brix) và nhiệt độ dung dịch (40 - 60 độ C) đến động học mất nước của lát cơm dừa non dày 0.5 cm.
• Chế độ tiền xử lý tối ưu được xác định tại nồng độ 50 độ Brix, nhiệt độ ngâm 50 độ C trong 180 phút với tỷ lệ 1:5, tạo tiền đề nâng cao hiệu suất sấy và chất lượng cảm quan.
• Quy trình sấy đối lưu ở nhiệt độ 50 đến 60 độ C đã hạ thành công độ ẩm sản phẩm về ngưỡng 14%, ức chế hoàn toàn vi sinh vật và giữ cấu trúc dẻo dai tự nhiên.
• Nghiên cứu đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng, làm phong phú thêm lý thuyết truyền khối trong chế biến nông sản giàu lipid tại Việt Nam.
• Trong kế hoạch 6 đến 12 tháng tới, quy trình sẽ được thử nghiệm ở quy mô pilot 50 đến 100 kg mỗi mẻ nhằm đánh giá độ ổn định của chỉ số peroxide và mở rộng chuyển giao công nghệ cho các đơn vị sản xuất thực phẩm trên toàn quốc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.