TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm
TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐẠI CƯƠNG
Đề tài: Tìm hiểu các phương pháp làm trong
nước quả
Giảng viên:
TS. Nguyễn Thị Hạnh
Sinh viên thực hiện:
Ngô Thị Thanh Thủy
MSSV:
20180560
Khóa:
K63
HÀ NỘI, 06/2021
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................................................. 2
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................... 3
I. PHẦN I: TỔNG QUAN ................................................................................................................... 4
1. Các trạng thái của dịch quả sau thu nhận. ................................................................................. 4
2. Các dạng nước quả. ...................................................................................................................... 4
3. Định nghĩa nước quả trong. ......................................................................................................... 5
PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ LÀM TRONG NƯỚC QUẢ ................................................................... 5
1. Quy trình chung. ........................................................................................................................... 5
2. Thuyết minh quy trình. ................................................................................................................ 6
a. Nguyên liệu. ............................................................................................................................... 6
b. Sơ chế nguyên liệu. ................................................................................................................... 6
c. Ép. .............................................................................................................................................. 6
d. Làm trong dịch quả. ................................................................................................................. 7
e. Ổn định độ trong nước quả. ..................................................................................................... 7
f. Pha chế. ...................................................................................................................................... 8
g. Bài khí, ghép nắp. ..................................................................................................................... 8
h. Thanh trùng. ............................................................................................................................. 8
i. Bảo quản. ................................................................................................................................... 9
PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG NƯỚC QUẢ ......................................................... 9
PHẦN IV: PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG NƯỚC TÁO ................................................................. 22
KẾT LUẬN ............................................................................................................................................. 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................... 24
2
LỜI MỞ ĐẦU
Trong chế độ dinh dưỡng của mỗi người, rau quả đóng một vai trò rất quan trọng.
Đây là nguồn cung cấp chất xơ, các vitamin và muối khoáng chủ yếu đối với cơ
thể. Các chất này khi vào cơ thể có tác dụng như chất giải độc cho cơ thể, chống
tóa bón và các chất tích tụ có hại. Đồng thời, đây cũng là các thực phẩm dễ tiêu
hóa, không gây ngấy và không tích trữ năng lượng. Vì thế, chúng phù hợp với
những đối tượng đang có nhu cầu giảm cân, ăn kiêng hoặc những người đang gặp
vấn đề về tiêu hóa như táo bón.
Tuy mang lại nhiều lợi ích như vậy nhưng các thực phẩm này rất dễ hư hỏng do
hàm chúng chứa một hàm lượng nước tương đối lớn trong thành phần, tạo điều
kiện thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt ở các nước có khí hậu nhiệt đới,
ôn đới hay nhiệt đới gió mùa như Việt Nam, khí hậu nóng ẩm là điều kiện phù hợp
cho nhiều loại rau quả phát triển, việc bảo quản cũng như chế biến chúng là khách
quan và cần thiết để vừa nâng cao chất lượng của sản phẩm rau quả, vừa mang tới
đa dạng các sản phẩm, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng thực phẩm ngày càng cao của
con người.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, các sản phẩm rau
quả chế biến cũng đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ và phong phú về chủng
loại. Đi cùng với đó, yêu cầu kĩ thuật đối với chất lượng sản phẩm cũng ngày càng
cao hơn. Một số sản phẩm rau quả chế biến có thể kể đến như: mứt, rau quả đóng
hộp, nectar, siro, nước quả ép,… Trong các sản phẩm đó, sản phẩm nước quả trong
đang là một trong các sản phẩm rất được người tiêu dùng ưa chuộng. Bằng các
phương pháp công nghệ thích hợp để cho ra sản phẩm được đánh giá cao về cảm
quan và chất lượng.
Bài tiểu luận gồm có các phần chính:
1) Tổng quan về sản phẩm nước quả trong.
2) Tổng qua về làm trong nước quả.
3
3) Tìm hiểu về khâu làm trong nước quả trong quy trình sản xuất.
I.
PHẦN I: TỔNG QUAN
1. Các trạng thái của dịch quả sau thu nhận.
- Dịch quả được tách ra khỏi nguyên liệu bằng các phương pháp cơ học.
- Sau khi được tách khỏi nguyên liệu, dịch quả lúc này là một hệ phân tán phức tạp,
gồm nhiều phần tử lơ lửng với các kích thước khác nhau và phân tán đều trong
dịch.
- Dựa vào kích thước phần tử, người ta có thể chia chúng thành các nhóm:
• Nhóm phần tử phân tán thô:
+ Gồm các phần tử có kích thước >100𝜇m.
+ Các phần tử này chủ yếu là thịt quả hoặc hạt bị lẫn vào trong quá
trình ép lấy dịch.
• Nhóm phần tử phân tán mịn:
+ Gồm các phần tử có kích thước 0.5 - 100𝜇m; có thể quan sát bằng
kính hiển vi thường.
+ Các phần tử này chủ yếu là: cellulose đứt mạch, các chất keo bị đông
tụ. Chúng tồn tại ở trạng thái chuyển động Brown.
• Nhóm phần tử có kích thước 0.1 – 0.5𝜇m:
+ Đây là các phần tử chỉ nhìn được bằng kính siêu hiển vi.
+ Tồn tại ở trạng thái chuyển động Brown.
+ Không thể tự kết tủa được.
• Hệ keo có kích thước 0.001 – 0.1𝜇m: bao gồm các chất protid, pectin, chất
màu, tanin,…
• Hệ phân tử và ion có kích thước 0.0001 – 0.001𝜇m: bao gồm các chất đường,
axit, chất khoáng,…
2. Các dạng nước quả.
- Trên cơ sở các nhóm phần tử trong dịch quả, người ta có thể tạo ra các sản
phẩm nước quả khác nhau.
- Bằng cách khử hệ thống các phần tử phân tán, độ trong của nước quả tạo
4
thành sẽ được phân chia thành các nhóm:
• Trong suốt: nước quả được tách cả phần keo và phân tử phân tán.
• Trong vừa: chỉ tách phần tử phân tán, giữ lại hệ keo và ổn định chúng.
• Đục: chỉ loại bỏ phần tử thô và phần tử lơ lửng.
- Việc tạo sản phẩm nước quả có độ trong ở mức nào không chỉ phụ thuộc vào cảm
quan mà còn phải tính đến vấn đề kinh tế.
- Căn cứ vào loại nguyên liệu, người ta sẽ quyết định độ trong của nước quả nhằm
tậndụng tối đa các thành phần dinh dưỡng có trong loại quả đó.
3. Định nghĩa nước quả trong.
- Qua việc tìm hiểu về các phần tử trong dịch quả cũng như các dạng nước
quả, ta có thể đưa ra định nghĩa:“Nước quả trong là nước quả đã được tách
hoàn toàn các phần tử gây đục; các phần tử đó bao gồm phần tử phân tán
(phân tán thô và phân tán mịn) và hệ keo.”
PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ LÀM TRONG NƯỚC QUẢ
1. Quy trình chung.
Quy trình sản xuất nước quả trong
Nguyên liệu
↓
Sơ chế nguyên liệu
↓
Ép
↓
Làm trong dịch quả
↓
Ổn định độ trong nước quả
↓
5
Pha chế
↓
Bài khí, ghép nắp
↓
Thanh trùng
↓
Bảo quản
2. Thuyết minh quy trình.
a. Nguyên liệu.
- Có giá trị dịnh dưỡng cao
- Tươi, không dập nát hoặc sâu thối.
- Độ chín phải phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
- Kích thước và hình dạng đồng đều theo từng yêu cầu .
b. Sơ chế nguyên liệu.
- Phương pháp cơ học:
+ Sử dụng chủ yếu là phương pháp nghiền.
+ Tác động cơ học nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào, giải phóng dịch bào khỏi nguyên
liệu dễ dàng.
+ Tùy cấu trúc và tính chất nguyên liệu mà mức độ nghiền cũng khác nhau. Đảm bảo
nguyên liệu không quá to, cấu trúc tế bào ít bị phá vỡ → làm giảm hiệu suất ép;
hoặc không quá bé vì có thể gây hiện tượng bết dính trong quá trình ép.
- Phương pháp sử dụng nhiệt:
+ Đun nóng: thường gia nhiệt ở 80 - 85℃; gây biến tính protein của màng nguyên
sinh chất → tăng tính thấm cho màng tế bào → tăng hiệu suất ép.
+ Lạnh đông: quả thường được lạnh đông ở (-30) – (-18)℃ sau đó đem tan giá
nhanh bằng nước hoặc không khí; quá trình lạnh đông làm nước tự do kết tinh
tạo các tinh thể đá, trong quá trình tan giá, các tinh thể này làm rách màng tế
bào, giải phóng dịch bào → tăng hiệu suất ép.
6
c. Ép.
- Quá trình ép nhằm tách dịch bào khỏi khối nguyên liệu để thu dịch quả.
- Tùy vào nguyên liệu mà người ta áp dụng các phương pháp ép khác nhau.
- Đối với quy trình sản xuất nước quả, người ta có thể sử dụng các loại máy ép
như: máy ép giỏ trục vít, máy ép thủy lực, máy ép trục xoắn, máy ép khí nén,…
d. Làm trong dịch quả.
- Dịch quả sau ép là một hỗn hợp gồm nhiều chất, bao gồm cả các chất tan và chất
không tan.
- Muốn làm trong dịch quả thì phải tách được phần lơ lửng trong dịch sau ép.
- Mục đích của quá trình làm trong:
+ Loại bỏ các tạp chất không mong muốn sau quá trình ép (ví dụ hạt hoặc thịt
quả).
+ Nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm.
e. Ổn định độ trong nước quả.
- Nước quả trong là sản phẩm của quá trình làm trong dịch quả.
- Tùy vào phương pháp làm trong, nước quả thu được vẫn chứa phần tử keo nhất
định. Trong quá trình bảo quản, các phần tử keo này có thể kết tụ lại và làm cho
nước quả bị đục hoặc có hiện tượng kết tủa.
- Hiện tượng đục do keo là vì có sự biến đổi của chất màu và tanin, protid và pectin.
Nhân tố chính làm thay đổi hệ thống keo chính là quá trình oxi hoá những chất có
trong nước quả.
- Vì thế, mục đích của quá trình ổn định nước quả là: đảm bảo nước quả sau khi làm
trong không bị đục trở lại.
- Để ổn định hệ keo, người ta có thể sử dụng các phương pháp:
+ Sử dụng nhiệt (ví dụ thanh trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn).
+ Bài khí, hút chân không khi ghép nắp.
+ Bảo quản bằng khí trơ.
+ Sử dụng chất ổn định: dung dịch pectin, gelatin, tinh bột biến tính,…
7
+ Tránh bảo quản nhiệt độ gần 0℃ (để tránh không khí hòa tan vào nước quả
→ quá trình oxi hóa gây đục).
f. Pha chế.
- Mục đích: tăng giá trị dinh dưỡng và hương vị của sản phẩm.
- Người ta thường pha chế thêm nước đường hoặc trộn lẫn một số loại nước quả
với nhau.
- Quá trình pha chế có thể tiến hành theo 2 cách:
+ Phối trộn các nguyên liệu quả với nhau trước ép.
+ Pha chế vào dịch quả trước làm trong (để loại bỏ cặn kết tủa tạo nên do pha
chế).
g. Bài khí, ghép nắp.
- Mục đích:
+ Loại bỏ bớt khí có thể gây ra hiện tượng oxi hóa làm đục nước quả.
+ Hạn chế vi sinh vật hiếu khí phát triển.
+ Giảm áp trong để tránh biến dạng hộp.
+ Tránh sự tiếp xúc trực tiếp của sản phẩm với môi trường để tránh làm giảm chất
lượng sản phẩm.
+ Tạo điều kiện cho thanh trùng.
- Nước quả có thể được bài khí bằng các phương pháp:
+ Phương pháp nhiệt: ít dùng vì sản phẩm được đun nóng không đều và có thể
làm vỡ bao bì thủy tinh.
+ Hút chân không.
+ Kết hợp nhiệt và hút chân không: bài khí được triệt để hơn và tách được phần
lớn không khí có trong sản phẩm.
h. Thanh trùng.
- Mục đích:
+ Tăng thời gian bảo quản và chất lượng sản phẩm.
8
+ Tiêu diệt các vi sinh vật có hại.
- Có thể sử dụng nhiểu phương pháp thanh trùng khác nhau như: sử dụng
nhiệt, sử dụng chất sát trùng, dùng sóng siêu âm và các tia ion hóa,…
- Tùy khả năng chịu nhiệt và độ pH của sản phẩm nước quả mà lựa chọn
phương pháp thanh trùng cho phù hợp.
i. Bảo quản.
- Mục đích:
+ Ổn định phẩm chất của thành phần trong sản phẩm.
+ Sớm phát hiện hư hỏng trước khi đem đi tiêu thụ.
- Trong quá trình bảo quản cần lưu ý đến các yếu tố về: nhiệt độ bảo quản, thời
gian bảo quản, địa điểm và vị trí đặt,…
PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG NƯỚC
QUẢ
A.
Phương pháp vật lý:
1. Phương pháp lọc thô.
a. Cách tiến hành.
- Dịch quả sau ép được lọc qua nhiều lớp vải hoặc lưới lọc có đường kính 0.5 – 1mm
để loại bỏ các phần tử lơ lửng (phân tán thô).
- Quá trình này có thể lặp lại sau khi dịch quả được gia nhiệt, do nhiệt cao có thể
làm kết tủa protein và tạo các chất không tan.
- Phương pháp này chỉ thu được sản phẩm nước quả đục do quá trình lọc chỉ lọc đi
thành phần phân tán thô.
b. Thiết bị sử dụng.
9
Máy lọc khung bản:
- Cấu tạo gồm khung và các bản lọc xếp xen kẽ nhau.
- Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu được bơm vào khoảng trống của khung
→ thấm qua vải lọc trên các bản lọc → theo rãnh bản lọc đến tập trung vào đường ống
dưới bản lọc chạy ra ngoài.
- Ưu điểm: cho nước quả rất trong và năng suất lọc cao.
- Nhược điểm: phải bơm để tạo áp suất lọc và thao tác nặng nhọc.
2. Phương pháp lắng.
a. Cách tiến hành.
- Dịch quả được đặt trong các tank và để yên trong vài ngày đến vài tháng.
- Trong quá trình đó, các phần tử phân tán có kích thước lớn sẽ lắng xuống đáy
trước, các phần tử kích thước nhỏ hơn bị cuốn theo. Các phần tử nhỏ không thể tự lắng
nên tỏng quá trình bị cuốn theo, chúng có thể liên kết với nhau để tọa thành hạt lớn,
sau đó mới tự lắng được.
- Các chất keo ban đầu không tự lắng, tuy nhiên sau một thời gian dài, chúng có thể
biến tính tạo kết tủa, hoặc bị enzyme thủy phân, hoặc do tác động ngoài mà mất tính
keo. Khi đó chúng sẽ bắt đầu tự lắng.
- Vận tốc lắng phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt lắng và độ nhớt của dịch quả,
được tính theo công thức:
2𝑟2 9𝜂
10
𝑣 = 𝑔. . (𝛾1 − 𝛾2) (cm/s)
Trong đó: g: là gia tốc trọng trường (g = 9.81×102 cm/s2).
r: là bán kính hạt lắng, cm.
𝛾1; 𝛾2: là khối lượng riêng của hạt và nước quả, g/cm3.
η: là độ nhớt dịch quả, N/cm2.
- Bán kính hạt lắng càng lớn thì thời gian lắng càng nhanh và ngược lại.
- Trường hợp hạt lắng có kích thước nhỏ, để tăng vận tốc lắng người ta có thể sử
dụng thêm chất trợ lắng (thường là Bentonit và Diatomit). Chúng tồn tại dạng hạt phân
tán trong dung dịch và hấp phụ các phân tử không tan trong dịch quả để tạo hạt lắng
có kích thước lớn. Đồng thời chất tạo lắng cũng có thể kết tủa hệ keo để làm giảm độ
nhớt của dịch quả.
- Tuy nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng tại nơi có khí hậu lạnh và nước quả phải
được sulphit hóa để tránh hiện tượng lên men sau khi để một thời gian dài.
b. Thiết bị sử dụng.
- Phương pháp này khá đơn giản vì chỉ cần sử dụng một tank chứa.
- Tank sử dụng thường cóa kích thước: chiều cao khoảng 2 – 3m, đường kính 1 –
1.5m tùy thuộc nguyên liệu quả.
3. Phương pháp ly tâm.
a. Cách tiến hành.
- Dựa vào khối lượng riêng khác nhau của các hạt phần tử, lực ly tâm giúp tách
chúng ra khỏi môi trường ở những tốc độ quay khác nhau.
11
- Công thức tính tốc độ quay:
𝜋𝑛
30
2𝑟2 9 𝜂
𝑣 = 𝑔. )2. 𝑅 (cm/s) . (𝛾1 − 𝛾2). (
Trong đó: n: là số vòng quay, v/phút.
R: là khoảng cách từ tâm máy đến hạt (bán kính rotor), cm.
𝛾1; 𝛾2: là khối lượng riêng của hạt và nước quả (g/cm3).
Η: là độ nhớt dịch quả (N/cm2).
- Tuy nhiên, phương pháp này không thể tạo ra nước quả trong suốt do không thể
phá vỡ hệ keo.
- Để nước quả có độ trong hơn, người ta có thể dúng máy siêu ly tâm với tốc độ lớn.
b. Thiết bị sử dụng.
Có thể dùng nhiều loại thiết bị ly tâm như:
1) Máy ly tâm hình trụ một buồng:
- Cấu tạo đơn giản, chỉ gồm một ống nạp liệu và một buồng chứa nguyên liệu là
khoang rỗng.
- Làm việc gián đoạn.
- Nguyên lý hoạt động:
• Cấp nguyên liệu vào theo ống nạp liệu ở tâm thiết bị.
• Khi rotor quay, các hạt có kích thước lớn bị văng ra xa tâm và bám vào thành máy.
• Sau một thời gian, lớp cặn bám này dày lên. Khi đó người ta tiến hành tháo dừng
máy, tháo cặn, vệ sinh máy để chuẩn bị cho lần chạy tiếp theo.
2) Máy ly tâm hình trụ nhiều buồng:
- Cấu tạo giống với thiết bị 1) nhưng gồm nhiều buồng là nhiều khoang rỗng được
gắn với phần hình côn phía trên và đáy máy.
- Nguyên lý hoạt động:
12
• Nguyên liệu được cấp vào ống nạp ở tâm thiết bị.
• Khi rotor quay, các cặn văng ra xa và bám lên bề mặt các khoang.
• Còn lại phần dịch trong theo thành máy ngược lên cổ máy và ra ngoài theo đường
dẫn ở cổ.
3) Máy ly tâm cánh chắn:
- Cấu tạo trong khoang gồm một ống nạp liệu và các cánh chắn hướng nghiêng.
- Máy làm việc liên tục.
- Nguyên lý làm việc:
• Nguyên liệu được cấp vào qua ống nạp.
• Khi rotor quay, cặn được giữ lại trên các cánh chắn, sau đó từ từ trượt xuống dưới
theo chiều nghiêng của cánh, hướng ra thành máy.
• Dịch trong được tách cặn chuyển động ngược lên phía cổ máy, qua khe tạo bởi ống
hình côn và cánh chắn.
4) Máy ly tâm tấm chắn hình côn:
- Cấu tạo:
• Thân là 2 phần hình côn ngược chiều úp vào nhau.
• Trên thân có lỗ ở giữa 2 phần côn.
• Một thân quay hình côn ở đáy của máy.
• Ống nạp liệu ở tâm của máy.
• Trong khoang có các cánh chắn.
- Thiết bị làm việc liên tục.
- Nguyên lý hoạt động:
• Nguyên liệu được cấp vào qua ống nạp.
• Khi máy hoạt động, thân quay được nâng lên bịt kín lỗ. Quá trình ly tâm cặn sẽ
13
bám vào các cánh chắn.
• Khi lớp cặn bám nhiều, cần tháo ra để tác cặn thì thân quay được hạ xuống và cặn
sẽ bắn ra ngoài qua lỗ. Trong quá trình này máy vẫn hoạt động liên tục mà không phải
ngừng lại để tháo cặn.
5) Máy ly tâm nằm ngang:
- Cấu tạo:
• Thiết bị gồm 1 thân trụ có 1 đầu hình côn.
• Xung quanh thân trụ là trục xoắn tải.
• Một trục trên đường tâm của máy tại phần thân trụ là nơi nguyên liệu đi vào.
• Giữa phần hình trụ và phần hình côn có lỗ (là nơi nguyên liệu thoát ra để vào
khoang ngoài chứa trục xoắn).
• Phía cuối phần hình côn là cửa tách cặn; cuối phần hình trụ là cửa tháo dịch trong.
- Thiết bị thích hợp cho các loại dich nhiều cặn.
- Nguyên lý hoạt động:
• Nguyên liệu vào theo đường cấp liệu, chứa trong khoang trong (ở phần hình trụ).
• Khi rotor quay, nguyên liệu vào khoang ngoài theo lỗ trên thân trụ.
• Nhờ lực ly tâm, cặn bị văng ra và bám vào thành máy. Khi đó trục xoắn sẽ cào cặn
về phía cửa ra của cặn.
• Dịch trong sẽ chuyển động về phía cửa ra của dịch ở gần cửa nạp liệu.
4. Phương pháp lọc tinh.
14
a. Cách tiến hành
- Phương pháp này thường được thực hiện sau khi nước quả đã trải qua một hoặc
vài phương pháp làm trong khác. Đây là khâu cuối cùng và bắt buộc trong sản
suất nước quả trong.
- Bộ phận chủ yếu của thiết bị này là màng lọc. Chúng được làm bằng các vật liệu
có độ xốp cao và khả năng hấp phụ tốt.
- Màng lọc có thể giữ lại các phần tử có kích thước rất bé do các mao dẫn với
đường kính rất nhỏ trong cấu tạo của chúng. Các kênh mao dẫn này cũng là lý do
khiến màng lọc có độ xốp nhất định.
- Nguyên lý của màng lọc:
• Ban đầu dịch đi qua màng lọc, các phần tử có kích thước lớn bị giữ lại trên thành
mao dẫn do khả năng hấp phụ của màng; các phân tử có kích thước nhỏ hơn vẫn
có thể lọt qua được.
• Sau lần đầu, trên thành mao dẫn đã có các phần tử kích thước lớn bám vào, làm
cho đường kính mao dẫn hẹp lại. Khi đó, các phần tử kích thước nhỏ hơn đi qua
mao dẫn dần dần bị giữ lại theo sự hẹp dần của đường kính mao dẫn.
• Quá trình lặp lại liên tục đến khi đường kính mao dẫn chỉ đủ cho chất lỏng đi qua.
- Thời gian lọc tinh phụ thuộc vào vận tốc lọc theo công thức:
𝜋𝑑4𝑃𝑛 128𝜇𝛼ℎ
m3/m2.s 𝑣 =
Trong đó: d: là đường kính ống mao dẫn, m.
P: là chênh lệch áp suất 2 đầu ống mao dẫn, N/s.m2.
n: là số lỗ lọc của tấm lọc, số lỗ lọc/m2.
𝜇: là độ nhớt động học của dịch, N/s.m2.
h: là chiều cao màng lọc và lóp cặn, m.
b. Thiết bị sử dụng.
- Tùy thuộc vào nguyên liệu, điều kiện và quy mô sản xuất, người ta có thể sử dụng
các thiết bị lọc sau:
15
1) Máy lọc ép buồng trống:
- Cấu tạo thiết bị gồm:
• Tấm bản 1 được gá trên thanh ngang 2 gắn với thanh trước 3 và chân sau 4.
• Các tấm bản lắp sát nhau, sao cho 2 tấm kề nhau tạo khoang trống chứa 2 lớp vải
lọc 5. Khi áp sát vào thành tấm bản thì 2 túi này tọa thành túi.
• Mỗi tấm bản có lỗ 6 ở trung tâm; khi lắp các tấm sát nhau thì tọa thành ống dẫn
dịch.
• Bề mặt trong mỗi tấm có rãnh.
- Nguyên lý hoạt động:
• Dịch chui vào 2 tấm vải lọc và bắt đầu quá trình lọc tại đó.
• Dịch đã lọc chảy ra theo ống 8.
2) Máy lọc ép tấm bản – Sictov:
- Cấu tạo thiết bị gồm:
• Khung kim loại 1 và 1* có lỗ và rãnh, khi lắp sát nhau tạo thành ống dẫn dịch.
• Tấm lọc 2.
• Nắp 3 và 4 đóng vai trò như khung, cũng có lỗ và rãnh.
- Nguyên lý hoạt động:
16
• Dịch quả đi vào ống dẫn tạo thành từ các khung 1 và chui vào tấm lọc.
• Dịch đã lọc chảy qua các rãnh của khung 1* ra ngoài, qua ống tạo thành từ khung
1*.
3) Máy lọc ép khung bản:
- Cấu tạo thiết bị gồm:
• Tấm kim loại 3 có tạo rãnh 2 mặt.
• Khung rỗng 2.
• Mép trên khung và tấm bản có lỗ 5.
• Lỗ của khung rỗng có lỗ nhỏ 6 để dịch chảy vào khoang.
• Dưới tấm bản có lỗ 7 để dịch sau lọc chảy ra ngoài.
• Hai tấm nắp 1 cố định hai đầu.
- Khung bản, tấm bản được xếp tuàn tự và giữa chúng có lớp vải lọc 4.
- Hai tấm vải lọc hai bên khung rỗng tạo thành khoang chứa dịch chưa lọc.
4) Máy lọc chân không:
- Cấu tạo thiết bị gồm:
• Tang trống chia nhiều khoang và được bọc vải lọc.
• Thân máy nhúng 1 phần vào bể chứa dịch.
- Cách tiến hành:
• Hỗn hợp kizelgua (chất trợ lọc cho dịch quả) và nước được đưa vào bể và khuấy
liên tục.
• Khi tang trống quay và chân không được tạo ở các khoang, tên lớp vải lọc sẽ hình
17
thành 1 lớp lọc kizelgua.
• Nước được tách khỏi hỗn hợp, ra ngoài và trở lại bể.
• Sau khi tạo lớp lọc kizelgua, tiến hành cho dịch vào bể.
• Do lực hút chân không và tang trống quay mà dịch được lọc tách cặn, cặn bám lại
trên lớp lọc kizelgua.
• Khi lớp lọc dày đến mức độ nhất định sẽ có cơ cấu cạo bỏ.
B.
Phương pháp hóa học
1. Làm trong bằng đất sét.
Công thức hóa học của đất sét là (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2*nH2O. Đất
sét có khả năng làm trong nước quả vì:
- Trong dung dịch, đất sét có tính tạo keo háo nước và mang điện tích âm (-), nên
có khả năng trung hòa điện tích dương (+) của nước quả.
- Trong môi trường acid, bột đất sét có thể liên kết với nhau và kết tủa.
- Có khả năng trao đổi ion.
- Có khả năng hấp phụ.
2. Xử lý bằng dòng điện một chiều
- Dòng điện một chiều khi qua dung dịch nước sẽ xảy ra quá trình điện phân. Khi
nhúng hai cực của dòng điện một chiều có hiệu điện thế khoảng 15-20 vôn vào
trong khối nước quả, tại cực âm (-) có những bọt khí hydro được tạo thành và nổi
lên. Trên đường nổi lên, các bọt khí hấp thụ những phần tử phân tán cùng nổi lên
trên mặt thoáng, tạo thành lớp cặn có thể vớt lên một cách dễ dàng. Bằng cách này
có thể bỏ được 70-75% cặn ra khỏi dịch quả.
Hình 2 là sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị làm trong bằng dòng điện một chiều
3. Làm trong bằng phương pháp hồ
18
- Có thể cho vào nước quả các chất keo như gelatin, agar-agar, casein, albumin,
natrialginat…, chúng sẽ tạo kết tủa. Hiện nay thường dùng nhất là gelatin.
- Cơ chế của phản ứng làm trong bằng gelatin như sau: gelatin có mang điện tích
dương, sẽ trung hòa các phần tử chất keo (ví dụ pectin) mang điện tích âm có trong
nước quả. Nhiều phần tử keo trung hòa kết hợp với nhau và tạo kết tủa.
- Mặt khác, để kích thích kết tủa, người ta thấy rằng gelatin có khả năng liên kết
với tanin (có trong quả hoặc thêm vào) tạo thành phức hợp có tỷ trọng lớn và kết
tủa kéo theo các phần tử phân tán khác.
- Sự liên kết giữa gelatin và tanin được coi như liên kết hấp phụ: gelatin có vỏ
hydrat, khi có tanin, phần háo nước của tanin (phần glucose) sẽ hướng vào có
hydrat, còn phần kỵ nước (phần chất thơm) tạo thành màng kỵ nước bên ngoài,
như vậy tạo thành phần tử lớn có khả năng hấp phụ các chất keo và cùng chúng
kết tủa.
- Màu đỏ thể hiện phần háo nước của phân tử, màu xanh thể hiện phần kỵ nước.
Tương tác giữa gelatin và tanin dựa trên liên kết hydrogen và liên kết kỵ nước:
các nhóm polyphenol của tanin bị hấp phụ lên trên bề mặt của phân tử gelatin,
làm giảm tính kỵ nước của phân tử gelatin. Nhiều phức hợp gelatin và tanin sẽ
tích tụ lại với nhau tạo thành một phức hợp có kích thước lớn hơn và kết tủa.
- Trong thực tế, thường dùng gelatin dưới dạng dung dịch 5%, còn tanin dưới dạng
dung dịch 0.5%. Liều lượng gelatin được xác định riêng cho từng loại nước quả,
thậm chí riêng cho từng mẻ của một loại nước. Nếu cho thừa gelatin thì số còn lại
sẽ làm cho hệ keo trong nước quả ổn định thêm, dẫn đến tăng độ nhớt, thiếu thì
không hiệu quả.
- Hiệu quả làm trong của gelatin phụ thuộc vào pH của môi trường và sự có mặt
của các chất điện phân như Fe2+…
4. Xử lý bằng hóa chất
- Phương pháp xử lí làm trong bằng hóa chất chủ yếu là để loại bỏ các kim loại
nặng có trong dịch quả từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ như sắt, đồng, kẽm,
asen…
- Sự có mặt của các kim loại nặng có thể làm giảm chất lượng nước quả như: tạo
vị lạ - vị kim loại, biến màu, tạo kết tủa… Kết tủa được tạo thành chủ yếu từ sắt.
19
Do xuất hiện dạng kết tủa này mà màu của dịch quả có thể biến thành xanh lơ hay
đen. Theo một số tác giả, hiện tượng kết tủa, biến màu do sắt có thể xuất hiện khi
hàm lượng sắt có từ trên 7-8mg/lít. Trong nước quả sắt tồn tại dưới dạng muối của
một số axit hữu cơ. Để ngăn ngừa biến đổi lượng chất, người ta có thể xử lí bằng
các phương pháp sau.
- Xử lí bằng kaliferoxianua 𝐾4𝐹𝑒(𝐶𝑁)6
- Phương pháp này chẳng những loại bỏ được sắt mà còn tạo kết tủa để loại bỏ cả
protein. Khi cho vào dịch quả, kaliferoxianua sẽ phân li thành ion kali (K+) và
anion / 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6…
𝐾4𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 → 4𝐾+ + [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6]4−
Tiếp theo, phản ứng sẽ xảy ra giữa ion Fe3+ có trong dịch quả và phức hợp
𝐹𝑒(𝐶𝑁)6… để tạo ra kết tủa feriferoxianua (xanh berling).
4𝐹𝑒𝐶𝑙4 + 3𝐾4𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 → 𝐹𝑒4 ∕ 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6/3 + 12𝐾𝐶l
Phương pháp này gọi là phương pháp “làm trong xanh”.
Hàm lượng acid của dịch quả càng thấp bao nhiêu thì hỗn hợp kaliferoxianua càng
bền bấy nhiêu, tức là phân ly càng ít bấy nhiêu…
Một điều đáng chú ý là: không được để lượng kaliferoxianua dư, vì nó sẽ tác dụng
với acid hữu cơ có trong dịch quả (acid tartaric) tạo ra acid xianic (HCN) gây độc
hại, theo phương trình phản ứng:
2𝐾4𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 + 3𝐶4𝐻6𝑂𝐻 → 𝐾2𝐹𝑒. 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 + 3𝐾2𝐶4𝐻4𝑂6 + 6𝐻𝐶𝑁
Để xác định đúng lượng kaliferoxianua cho mỗi mẻ xử lý, cần làm nhiều mẫu thử
nghiệm trên đúng dịch cần xử lý.
- Xử lý bằng muối của acid inozit phosphoric
Để tránh một số nhược điểm của phương pháp “làm trong xanh”, ở một số nước đã sử
dụng các chế phẩm là muối của acid inozit phosphoric như: Aferrin, Enofito,
Phitowin… Để loại bỏ được 1 mg sắt cần 1-10mg các loại muối này. Không có nguy
cơ độc hại khi sử dụng quá liều các loại muối trên.“Làm trong đỏ”. Đây là phương
pháp loại bỏ Asen khi nồng độ của chúng trên 0.2 mg/l. Asen được loại bỏ khi sử
dụng một số chế phẩm chứa oxit sắt dưới dạng bột… Để loại bỏ 1 mg asen cần 1 mg
oxit sắt dưới dạng dung dịch. Khi xử lý, cần khuấy đảo nhiều lần. Trong thời gian
20
xử lý, dịch quả sẽ có màu cà phê đỏ, nên gọi là “làm trong đỏ”.
C.
Phương pháp sử dụng Enzyme
1. Làm trong bằng enzyme
- Thành tế bào thực vật được tạo thành từ các hợp chất cao phân tử như
pectincellulose. Đây là hợp chất gắn kết và tạo nên độ cứng của tổ chức thực vật.
Trong quá trình phát triển, hợp chất pectincellulose dần được tạo thành cùng với
sự sản sinh và phát triển của tế bào. Ở thời kỳ chín, dưới tác dụng của enzyme
protopectinase, pectincellulose bị phân hủy thành cellulose và protopectin thành
pectin. Pectin là chất hòa tan trong nước, nên khi protopectin phân giải càng nhiều
sẽ cho hàm lượng pectin càng cao, làm cho quả càng mềm. Hợp chất
pectincellulose còn có thể bị phân giải khi gia nhiệt trong môi trường acid cao,
nên khi nấu quả cũng mềm ra đáng kể. Mặc dù hàm lượng pectin trong dịch quả
chỉ khoảng 0.02-0.65% (tùy loại quả) nhưng sự có mặt của chất pectin, như một
chất keo, làm cho độ nhớt của dịch trở nên đáng kể, cản trở nhiều đến quá trình
lọc. Ngoài chất pectin còn có một số chất keo khác cũng có thể làm ảnh hưởng
đến tốc độ lọc, ví dụ như tinh bột hòa tan, protein… Tuy nhiên, hàm lượng các
chất này ở dịch quả không cao lắm nên ảnh hưởng không nhiều bằng pectin
Dựa trên cơ sở tác dụng của enzyme phân hủy chất keo, người ta đã sử dụng các
enzyme, chủ yếu là các chế phẩm enzyme thủy phân các chất pectin
(protopectinase, pectinase…) để thủy phân các chất protopectin, pectin, phá hủy
hệ keo, làm giảm độ nhớt.
2. Làm trong bằng phương pháp kết hợp dùng enzyme và gelatin
- Phương pháp được tiến hành như sau:
Dịch được trộn với enzyme và để yên khoảng 0.5-1h, sau đó cho gelatin vào, trộn
đều, để yên khoảng 1-2h hoặc hơn, tùy loại dịch quả, cuối cùng lọc tinh qua màng
lọc kizelgua. Cho đến nay phương pháp này cho hiệu quả tốt khi dùng làm trong các
loại dịch quả nhiều hạt như táo tây, lê. Hình 3 cho thấy hiệu quả tác dụng của phương
21
pháp kết hợp gelatin- enzyme.
PHẦN IV: PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG NƯỚC TÁO
1. Quy trình làm trong nước táo
Quy trình sản xuất nước táo
❖ Làm trong nước táo
- Loại bỏ các loại polysacarit, mảnh xenllulose từ vỏ và thịt… những phân tử này
tồn tại dưới dạng hòa tan hoặc dạng keo không tan.
22
Quá trình làm trong nóng
Sơ đồ quá trình làm trong nóng
- Cách tiến hành: Trong quá trình này, nước quả được đun nóng để thu hồi cấu tử
hương. Sau đó đi qua thiết bị trao đổi nhiệt, được làm lạnh bằng nước quả chuẩn
bị gia nhiệt cho đến khi đạt nhiệt độ khoảng 50- 55oC. Đây là khoảng nhiệt độ lý
tưởng cho enzyme hoạt động.
Sơ đồ khối quá trình làm trong nóng và lọc
Lọc
- Chỉ sau khi quá trình xử lý enzyme hoàn thành thì quá trình lọc mới bắt đầu. Tác
nhân làm trong như: bentonite, gelatin, silica sol có thể theenm vào để tăng độ kết
tụ và kết tủa của vật liên đục.
23
- Hàm lượng sử dụng:
+ Gelatin 1- 1.5 lb/ 1000gallon nước quả. Nên hòa tan gelatin trong nước ấm 60oC
trước khi cho vào hỗ trợ quá trình lọc.
+ Bentonite: 3- 5 lb/ 1000 gallon nước quả. Bentonite phải được tái hidrat hóa trước.
- Siêu lọc: là công nghệ mới trong công nghiệp nước quả. Kích thước ống lọc trong
vi lọc là o.1 đến 10 μm.
Những ưu điểm của siêu lọc: -
+ Không cần tác nhân làm trong
+ Các quá trình sau có thể tiến hành
+ Cần ít không gian thiết bị
+ Tốn chi phí an toàn lao động vì hệ thống tự đông hóa
+ Tùy kích lỗ lọc có thể lọc được vi sinh vật.
KẾT LUẬN
Nước quả là sản phẩm giàu giá trị dinh dưỡng, ngày càng được tiêu dùng rộng rãi. Nước quả đóng hộp có tính tiện lợi cao và sản phẩm đa dạng. Quy trình sản xuất là một chuỗi các giai đoạn trong đó làm trong là một trong những giai đoạn quan trọng nhất. Làm trong giúp loại bỏ các thành phần không mong muốn, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Tùy thuộc quy trình công nghệ, có thể kết hợp hai hay nhiều phương pháp làm trong để thu được hiệu quả tốt nhất. Tuy nhiên, khi sử dụng phương pháp làm trong, cần nghiên cứu kỹ lưỡng đặc tính quả, khí hậu vùng sản xuất và cân nhắc điều kiện kinh tế để lựa chọn phương pháp phù hợp nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Công nghệ rau quả- Hà Văn Thuyết, Cao Hoàng Lan, Nguyễn Thị Hạnh- NXBBKHN- 2013.
Cơ sở lý thuyết và kỹ thuật sản xuất thực phẩm- Ts Nguyễn Xuân Phương
Quy trình sản xuất nước táo và lê, Jimei
Quy trình công nghệ sản xuất nước táo trong, Fosi
24
Hà Văn Thuyết (2013), Công nghệ rau quả, NXB Bách Khoa Hà Nội.
25
