Luận Văn Nghiên cứu sản xuất khoai lang tím sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa

LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật sấy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghiệp và đời sống. Trong quy trình công nghệ của rất nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô để bảo quản dài ngày. Công nghệ này ngày càng phát triển trong ngành hải sản, rau quả và các thực phẩm khác.
Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật sấy bằng sự thăng hoa của nước. Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi. Ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Chính vì vậy nên còn gọi là phương pháp sấy lạnh đông (Freeze Drying hay Lyophilization). Đây là một trong những phương pháp sấy cho chất lượng sản phẩm tốt nhất. Sản phẩm sấy thăng hoa lưu lại rất tốt các đặc tính cảm quan, chất dinh dưỡng và thời gian bảo quản dài lâu khi được bao gói đúng cách. Vì do giá thành đầu tư ban đầu và chi phí vận hành cao nên từ trước đến nay việc áp dụng công nghệ sấy thăng hoa vào sản xuất ở nước ta vẫn còn gặp nhiều khó khăn.
Theo các chuyên gia thương mại cho rằng Việt Nam có tiềm năng xuất khẩu rau, quả nhiệt đới, và nhu cầu nhập khẩu mặt hàng này trên thế giới hầu như không hạn chế. Tuy nhiên xuất khẩu của Việt Nam vẫn còn những yếu điểm mà điển hình là sản xuất phân tán, năng suất thấp, chưa giải quyết dứt điểm được khâu tạo giống, thu hoạch, bảo quản và chế biến rau quả xuất khẩu cũng như khâu kiểm dịch và công nhận lẫn nhau giữa VN và các thị trường nhập khẩu. Ngoài ra, theo các chuyên gia, phải xây dựng các vùng nguyên liệu tập trung chất lượng cao, phát triển công nghệ bảo quản rau quả tươi, đầu tư xây dựng các nhà máy chế biến công suất 10.000 - 50.000 tấn/năm đối với các vùng sản xuất lớn, phát triển các nhà máy công suất 1.000 - 2.000 tấn/năm với thiết bị chủ yếu do trong nước chế tạo. Bên cạnh đó, cần đa dạng hoá các sản phẩm chế biến như: bột quả, nước quả cô đặc, quả ngâm đường, sấy khô, sấy thăng hoa, mứt quả . nhằm tăng tỷ lệ chế biến rau quả từ 10% hiện nay lên 20% vào năm 2010 và 30% vào năm 2020 [24].
Những năm gần đây, nông nghiệp nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn. Ngoài nhu cầu trong nước chúng ta đã xuất khẩu nông sản và chế phẩm của nó đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân của cả nước. Nguồn nguyên liệu rau củ ở nước ta rất phong phú và rẻ tiền nhưng có giá trị dinh dưỡng rất cao. Khoai lang tím là một ví dụ. Đây là một giống khoai lang có nguồn gốc từ Nhật Bản mới được nhập về trồng ở nước ta và đã cho kết quả rất khả quan, đem lại thu nhập ổn định cho người nông dân. Trong khoai lang tím có chứa anthocyanin, đây là một chất màu không những tạo ra màu sắc đẹp mà còn có nhiều tác dụng có lợi đối với sức khỏe của con người.
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đời sống của con người ngày một nâng cao, nền kinh tế nước ta đã có những chuyển đổi đáng kể. Trước sức ép cạnh tranh lớn và những yêu cầu về chất lượng sản phẩm rất khắt khe một khi đã hòa nhập với thế giới thì ngành công nghiệp sản xuất nói chung và ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng buộc phải đầu tư thay đổi công nghệ sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng và xuất khẩu.
Với tất cả những lý do trên cùng mong muốn giải quyết đầu ra cho ngành nông nghiệp, tăng giá trị sử dụng của khoai lang tím, tìm hiểu nghiên cứu áp dụng kỹ thuật sản xuất thực phẩm hiện đại của thế giới để tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao nên em quyết định chọn đề tài nghiên cứu tốt nghiệp của mình là: “Nghiên cứu sản xuất khoai lang tím sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa”.
MỤC LỤC
Trang
Lời mở đầu 3
Chương I: Tổng quan tài liệu 5
1.1. Nguyên liệu 5
1.2. Thành phần hoá học của nguyên liệu 7
1.3. Công nghệ sấy nông sản . 8
1.3.1. Các tính chất hoá lý và công nghệ sấy nông sản 8
1.3.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm sấy . 10
1.4. Phương pháp sấy thăng hoa và ý nghĩa của nó trong công nghiệp thực
phẩm 12
1.4.1. Giới thiệu về phương pháp sấy thăng hoa 12
1.4.2. Các giai đoạn của sấy thăng hoa . 13
1.4.3. Tốc độ truyền nhiệt . 14
1.4.4. Tốc độ truyền khối 15
1.4.5. Thiết bị sấy thăng hoa . 16
1.4.5.1. Phân loại thiết bị sấy thăng hoa . 16
1.4.5.2. Nguyên tắc làm việc 16
1.4.6. Ảnh hưởng của quá trình sấy thăng hoa đến chất lượng sản phẩm 19
1.4.7. Những biến đổi chính trong quá trình sấy thăng hoa . 19
1.4.8. Tình hình nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong thực phẩm và
các sản phẩm từ khoai lang tím 19
Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu . 24
2.1.1. Nguyên liệu 24
2.1.2. Hoá chất . 24
2.1.3. Thiết bị . 24
2.1.4. Bao bì để bao gói sản phẩm . 26
2.2. Phương pháp nghiên cứu 26
2.2.1. Phương pháp vật lý . 26
2.2.2. Phương pháp hoá sinh 26
2.2.3. Phương pháp hóa phân tích máy (xác định hàm lượng các kim loại
nặng) 31
2.2.4. Phương pháp cảm quan 33
2.2.5. Phương pháp toán học 33
Chương III: Kết quả và thảo luận . 35
3.1. Xác định thành phần hóa học của khoai lang tím . 35
3.1.1. Xác định độ ẩm 35
3.1.2. Xác định anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai . 35
3.1.3. Xác định protit bằng phương pháp Kjeldahl 36
3.1.4. Xác định gluxit tổng, đường, tinh bột bằng phương pháp Bertrand . 37
3.1.5. Xác định hàm lượng lipit bằng phương pháp Soxlhet 38
3.1.6. Xác định hàm lượng xơ . 38
3.1.7. Xác định hàm lượng các kim loại nặng . 39
3.2. Nghiên cứu sản xuất khoai lang tím sấy bằng phương pháp sấy thăng
hoa 40
3.2.1. Nghiên cứu lựa chọn quá trình xử lý nguyên liệu trước khi sấy
thăng hoa 40
3.2.1.1. Quy trình 1 41
3.2.1.2. Quy trình 2 42
3.2.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa khoai
lang tím . 44
3.2.2.1. Chọn yếu tố ảnh hưởng và hàm mục tiêu . 44
3.2.2.2. Các bước thực hiện bài toán quy hoạch . 45
3.2.3. Tối ưu hóa các điều kiện công nghệ sấy thăng hoa khoai lang tím 52
3.2.3.1. Tối ưu hóa các điều kiện công nghệ để sản phẩm có độ ẩm nhỏ
nhất và hàm lượng anthocyanin lớn nhất . 52
3.2.3.2. Tối ưu hóa hàm đa mục tiêu bằng phương pháp thoát ly khỏi
vùng cấm . 54
3.2.4. Thực nghiệm kiểm chứng 55
3.2.5. Đánh giá cảm quan 56
3.2.6. Đề xuất qui trình công nghệ sản xuất khoai lang tím sấy bằng phương
pháp sấy thăng hoa ở quy mô pilot 57
Kết luận . 60
Hướng phát triển đề tài 61
Tài liệu tham khảo 62
Phụ lục