Đồ án Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan

mm, và mỗi băng được căng ra trên các tang truyền chủ động (7) và tang bị động (5). Các băng tải có bề rộng khác nhau phụ thuộc vào năng suất của máy sấy. Mỗi băng có thể có bộ dẫn động độc lập với hộp giảm tốc, hoặc có thể có bộ dẫn động chung cho phép thay đổi tốc độ của các băng tải từ 1,14 đến 1,0 m/phút. Không khí để sấy cho vào dưới nhánh thứ hai của băng tải và đựơc đun nóng nhờ các calorife hơi (4) lắp giữa các băng lưới của mỗi nhánh. Không khí xuyên qua tất cả các băng lưới và sản phẩm nằm trên đó. Không khí được bão hoà ẩm được quạt (2) thổi ra ngoài. Sản phẩm trước khi sấy cần tán nhỏ sơ bộ và băng tải 1 chuyền đến nhánh trên của băng chuyền máy sấy. Sản phẩm cùng với băng chuyền đến đầu cuối cùng rồi đổ xuống băng dưới. Ngoài ra để tăng hiệu quả cho quá trình sấy, trong máy sấy người ta trang bị thêm bộ phận rải tự động giúp phân bố đều vật liệu, bên trong có những máy cào để tránh sự tích tụ lá chè trên lưới. Phía trên có hệ thống cảm biến để heo dõi nhiệt độ khí thải, qua đó có thể điều khiển đóng mở van tháo liệu Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy băng tải Phân loại Chè sau khi sấy qua sàng tròn và sàng bằng để phân loại các loại chè kích thước khác nhau. Hình 3.12 Máy sàng phân loại Có thể chia các loại chè thành phẩm như sau: Chè cánh hay chè sợi: OP, P,S (thường bán trên thị trường) Chè mảnh hay chè gãy: BOP, BP, BPS (trà túi lọc) Chè vụn: F, D (trà hòa tan) + OP: tôm và lá 1 của búp (đọt), lẫn một ít cuộng non, có chất lượng cao, cành xoăn đẹp, đen bóng. Nước đỏ tươi, trong sáng, vị chát dịu, hương thơm cao. + P: tương đối non, chủ yếu lá 2 và phần non lá 3, cánh trà đều, sợi to, chặt. Nước có màu sắc, hương vị tương đối tốt. + S: đoạn giữa lá 3, sợi thô ít xoăn, vị chát, màu nước tương đối đậm, độ sáng tươi kém, chất lượng bình thường. + BOP: trà mảnh, độ non rất cao, chủ yếu là phần gãy của tôm, phần gãy lần 1, có nhiều tuyết vàng, nhỏ đều. Nước pha đỏ tươi, đậm, trong suốt, vị chát, hương thơm cao, chất lượng cao nhất, thị trường rất chuộng. + BP: mảnh gãy của lá 2, một phần mảnh gãy của lá 1. Hình dáng gần giống BOP, nhưng không có tuyết vàng. Nước kém đỏ tươi, tương đối tốt. + BPS: mảnh gãy lá 3, lá đơn và một phần mảnh vụn lá 2. Ngoại hình to hơn BOP và BP, nước đậm nhưng chát đắng. + F: trà vụn bị nát ra trong quá trình phân loại, nước tối, vị đắng. + D: trà bột, nước đục, chát đắng. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ HÒA TAN Nguồn gốc Nguồn gốc chung Cuộc sống ngày càng phát triển, con người ngày càng bận rộn hơn, do đó một loại trà có thể pha và uống liền ra đời. Trong thời gian gần đây, một loại trà đang trở nên phổ biến là trà hòa tan. Sự tiện dụng của nó là do có thể pha chế và uống ngay, không mất nhiều thời gian để trà ngấm nước như trà truyền thống. Loại trà hòa tan này được phát triển trong những năm 1930, nhưng không được sử dụng rộng rãi như hiện nay. Nó xuất hiện lần đầu tiên ở Anh, từ trà đen năm 1940, Nestea là loại trà hòa tan đầu tiên được giới thiệu vào năm 1946, trong khi đó Redi-Tea xuất hiện lần đầu năm 1953. Những sản phẩm này thường đi kèm với hương vị thêm vào, chẳng hạn như vani, mật ong hoặc trái cây, và cũng có thể chứa sữa bột. Tại Việt Nam Sau 1975, diện tích và sản lượng chè đen, chè xanh trong mười năm đầu, tiếp tục tăng không ngừng (50800 ha, 28200 tấn khô-1985). Các loại chè truyền thống dân tộc (chè tươi, nụ, lá gìa…) chè búp, chè hương gói giấy lại tăng nhanh. Thời kỳ đổi mới và mở cửa (1986-1996), thị trường tiêu thụ chè trong nước trở nên sôi động, nhanh chóng về chủng loại, mẫu mã, bao bì, phân phối… Đã xuất hiện các mặt hàng trà mới, như trà túi (tea bag), trà hòa tan, trà đen CTC, trà đặc sản, trà hoa (nhài, sói, ngâu, sen…). Với sự tiện dụng của trà hòa tan, hiện nay chúng ngày càng được ưa chuộng và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Mỗi gói trà có khối lượng từ 10 – 20 g. Thêm vào 100 – 200 ml nước sôi là có một ly trà: trà chanh, trà gừng, trà xanh, trà chanh dây v.v…Tùy theo sở thích, khách hàng có thể chọn lọai trà có đường hoặc không đường, trà nguyên chất hay ướp hương liệu, trà chanh hay trà thường v.v. Và loại trà hòa tan được ưa chuộng, sử dụng rộng rãi hiện nay là thương hiệu trà Lipton. Người đầu tiên sáng lập ra thương hiệu số 1 thế giới đó là Thomas Lipton, một người châu Âu. Những công nghệ mới đã góp phần làm đa dạng hoá các sản phẩm trà Lipton với các loại trà túi, trà hoà tan và cả trà trong lon uống ngay. Vị đậm đà của trà truyền thống được kết hợp với rất nhiều hương vị khác nhau tuỳ theo sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng như trà chanh, trà đào, trà dâu, trà bạc hà. Công nghệ sản xuất trà hòa tan Trà hòa tan dạng bột Giới thiệu [8] Sản xuất trà hòa tan thông qua việc dùng nước nóng trích ly các chất tan trong chè, sau đó đem đi sấy phun để tạo ra sản phẩm bột trà hòa tan. Các sản phẩm giữ được hương vị, màu sắc và đặc trưng của trà. Các sản phẩm từ ba dòng nguyên liệu như trà xanh, trà oolong, trà đen…hoặc theo nhu cầu của khách hàng. Có thể uống trà hòa tan với nước lạnh hoặc có thể pha với nước nóng, tùy theo sở thích của từng người. Phân loại chè hòa tan hiện nay: Trà hòa tan uống nóng (trà hòa tan tinh chất): trà hòa tan đen, xanh, oolong Trà hòa tan uống lạnh (trà hòa tan có phụ gia): thường là trà đen hòa tan được trộn với đường, acid citric, các phụ gia tạo hương (hương chanh,đào, cam…), tạo màu. Hiện nay, trà hòa tan có phụ gia có phần chiếm ưu thế hơn so với trà hòa tan tinh chất, trà hòa tan tinh chất thường làm bán thành phẩm để sản xuất trà hòa tan có phụ gia Bột trà hòa tan xanh Item Specification Remark Appearance Yellow Powder Soup Color Yellow and Green Total tea polyphenols >35% VIS Caffeinee <5% HPLC Lost after drying <5% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Bột trà hòa tan oolong Item Specification Remark Appearance Snuff color Powder Soup Color Light snuff color Total tea polyphenols >40% VIS Caffeine >6% HPLC Lost after drying <6% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Bột trà hòa tan đen Item Specification Remark Appearance Henna Powder Soup Color Bright Red Total tea polyphenols >30% VIS Caffeine >5% HPLC Lost after drying <6% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất trà hòa tan là chè xanh hoặc đen vụn già, thứ phẩm. Trong các loại chè đen đã phân loại, thì loại F và D là thích hợp để sản xuất trà hòa tan. Ngoài ra, theo một số nghiên cứu gần đây, thì cuộng chè là một nguyên liệu phù hợp, tối ưu để sản xuất trà hòa tan do cuộng chè có chứa một lượng tương đối lớn các chất thơm. Trong sản xuất trà hòa tan, nguyên liệu được dùng phổ biến hơn cả là trà bán thành phẩm hay trà thành phẩm từ quá trình sản xuất trà đen. Đi từ loại nguyên liệu là trà đen có nước pha trà hòa tan có màu nâu đỏ. Trà đen là trà được lên men hoàn toàn, enzyme được tạo điều kiện tối ưu nhất đảm bảo quá trình lên men triệt để. Trà đen thích hợp cho việc chế biến trà hòa tan vì màu sắc sản phẩm không thay đổi tiếp trong quá trình trích ly và sấy khô. Mặt khác đây là loại trà được sản xuất, tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Ngoài ra, do đặc thù khi chế biến lượng trà vụn bụi sau khi phân loại là khá nhiều, có thể dùng làm nguyên liệu chế biến trà hòa tan vừa có chất lượng cao vừa có giá thành thấp.Trước khi trích ly cần qua một giai đoạn sơ chế như diệt enzym, vò (đối với trà xanh), làm héo, vò, ủ lên men (đối với trà đỏ và trà đen), không cần qua sấy khô. Tiêu chuẩn 10TCN 458-2001 áp dụng cho trà đen bán thành phẩm, được sản xuất từ đọt chè tươi loại 1, 2, 3, 4 (TCVN 2843-79) theo phương pháp truyền thống qua các công đoạn: héo, vò, lên men, sấy khô. Bảng 4.1 Chỉ tiên cảm quan của trà đen bán thành phẩm Loại chè Ngoại hình Màu nước Mùi Vị Loại 1 Mặt chè xoăn, đen tự nhiên, có mảnh non chắc, có tuyết. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤ 6% Đỏ nâu, có viền vàng Thơm vừa Đậm, hơi dịu Loại 2 Mặt chè tương đối xoăn, đen, có mảnh non tương đối chắc, thoáng tuyết. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤10% Đỏ nâu Thơm nhẹ Đậm Loại 3 Mặt chè ít xoăn, đen hơi nâu, có mảnh non. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤15% Đỏ nâu hơi đậm, ít sánh. Thơm nhẹ, thoáng mùi chè già. Đậm, hơi xít. Loại 4 Mặt chè kém xoăn, màu nâu đen, có mảnh hơi thô. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤25% Đỏ nâu hơi đậm, kém sánh. Ít thơm, lộ mùi chè già. Đậm vừa, xít. Bảng 4.2 Chỉ tiêu hoá lý của trà đen bán thành phẩm Tên chỉ tiêu Mức 1. Độ ẩm ≤ 7,5 % 2. Tỷ lệ vụn ≤ 6,0 % 3. Tỷ lệ tạp chất lạ ≤ 0,2 % 4. Hàm lượng chất hòa tan ≥ 32 % 5. Hàm lượng tanin ≥ 9,0 % Ghi chú: - Bồm: là phần chè khô có màu nâu hoặc nâu vàng, nhẹ, không xoăn. - Cuộng: là phần thân đọt chè khô có màu đỏ nâu hoặc đỏ nâu hơi vàng. Quy trình sản xuất trà hòa tan Lọc Trích ly Trà hòa tan có phụ gia Nước Cô đặc Sấy phun Đóng gói Phối trộn Đóng gói Trà hòa tan Bã Bã Chè đen bán thành phẩm Nghiền Phối chế Chất độn Bao bì Phụ gia Tạo hạt Nghiền Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình trích ly, phá vỡ tế bào để các chất hòa tan dễ thoát ra ngoài trong công đoạn trích ly. Vật lý: Giảm kích thước của trà. Do ma sát nên có sự tăng nhiệt độ. Hóa học: Do nhiệt độ tăng nên xảy ra sự mất một số chất mùi và vitamin trong trà (nhưng không đáng kể do nhiệt độ tăng lên ít). Hóa lý: Một số chất mùi bị mất do bay hơi. Tăng bề mặt riêng nên dễ trích ly. Phương pháp thực hiện: Trà bán thành phẩm có độ ẩm khá thấp và khá giòn (< 7,5%) nên ta sử dụng thiết bị nghiền đĩa có khoảng cách 2 đĩa điều chỉnh được để nghiền trà vế kích thước nhỏ hơn 1 mm giúp cho quá trình trích ly triệt để hơn. - Bề dày đĩa 300mm - Đường kính đĩa 500mm - Số vòng quay 1800 v/ph - Vận tốc quay đĩa 40 m/s - Kích thước trà trước khi nghiền 5 – 10 mm - Kích thước trà sau khi nghiền 0,5 – 1.5 mm Thiết bị: Sử dụng thiết bị nghiền đĩa trục quay nằm ngang Hình 4.1 Thiết bị nghiền đĩa 1. Hộp cấp liệu; 2. Nam châm; 3. Cửa quan sát; 4. Vít xoắn; 5. Cần điều chỉnh khe; 6. Đĩa cố định; 7. Đĩa quay; Cần gạt; 9. Puly dẫn động; 10, Đai truyền động; 11. Cơ cấu tháo liệu Hình 4.2 Cấu tạo cặp đĩa nghiền Hoạt động: Hạt nghiền từ hộp cấp liệu 1 chảy qua nam châm tách sắt 2 để tách các tạp chất kim loại rồi xuống vít xoắn 4, vít xoắn này có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền của cặp đĩa nghiền 6 và 7. Đĩa nghiền 6 là cố định còn đĩa nghiền 7 được lắp với trục quay do puly 9 dẫn động. Bột nghiền được cần gạt 8 đẩy vào cửa tháo liệu. Khoảng cách giữa hai đĩa nghiền được điều chỉnh bằng cần 5. Từ trục quay còn truyền động bằng đai 10 lên cơ cấu tháo liệu 11 của hộp chứa liệu 1. Cửa quan sát 3 vừa để theo dõi lớp hạt chảy xuống cặp đĩa nghiền, vừa để lấy vụn sắt ra ngoài từ nam châm 2. đảm bảo an toàn cho 2 cặp đĩa nghiền. Các yếu tố ảnh hưởng: Hình dạng, kích thước: lá trà xoắn sẽ khó nghiền. Thành phần và hàm ẩm: nếu hàm ẩm cao, lá trà sẽ dai hơn à khó nghiền Thời gian nghiền: Thời gian nghiền phải phù hợp, nếu thời gian quá dài sẽ tốn chi phí, còn nếu quá ngắn thì sản phẩm nghiền chưa đạt kích thước mong muốn, sẽ khó trích ly. Kích thước của trà sau khi nghiền: càng mịn thì năng lượng nghiền càng lớn. Cấu tạo và loại máy nghiền Trích ly Mục đích: Thu nhận các chất chiết (các chất hòa tan như đường, acid amin, polyphenol, vitamin, khoáng, màu, mùi, …) từ lá chè. Oxy hóa các polyphenol để tạo màu, mùi đặc trưng. Quá trình trích ly quyết định đến chất lượng và sản lượng của sản phẩm. Biến đổi: Vật lý: Nhiệt độ tăng. Hóa lý: Sự khuếch tán của các chất hòa tan vào nước, độ nhớt tăng, sự bay hơi của một số chất mẫn cảm nhiệt độ (chất mùi, vitamin …). Hóa học: Ở nhiệt độ > 800C, cafein kết hợp với polyphenol tạo muối tanat cafein chỉ tan trong nước nóng, vì vậy nếu pha bột trà hòa tan có chứa muối này thì nước pha bị đục. Lượng catechin bị oxi hóa. Sự biến đổi tùy thuộc thành phần của nước: nếu có Fe2+ trong nước thì có phản ứng oxi hóa các catechin thành tannin. Oxy hóa đồng thời epigallocatechin (L – EGC) và epigallocatechin gallat (L – EGCG) tạo theaflavin. Oxy hóa một mình L – EGCG tạo theaflavingallat. Cả 2 chất trên đều tạo màu vàng cho sản phẩm. Trong điều kiện nhiệt độ cao, tương tác của acid amin và polyphenol tạo ra các aldehyde dễ bay hơi, tạo hương thơm cho trà. Các acid amin như alanin, phenylalanine, valin, leucine, isoleucine bị giảm đi, trong khi đó hàm lượng các aldehyde như acetaldehyde, aldehyde butyric, aldehyde valeric tăng lên tương ứng. Phản ứng Maillard - acid amin phản ứng với các đường khử tạo ra màu, mùi của nước trà trích ly. Sinh học: Tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật có trong trà. Hóa sinh: Nhiệt độ cao làm vô hoạt các enzyme oxy hóa và enzyme thủy phân. Cảm quan: Nước trà trích ly có màu đậm hơn và mùi đặc trưng. Phương pháp thực hiện: Trích ly bằng ngâm trà sau nghiền trong dung môi nước nóng và trích ly liên tục trong thiết bị trích ly nhiều bậc. Tỉ lệ trà và nước: 1/10 Nhiệt độ trích ly: 70 – 900C [7] Nồng độ dịch chiết trà: 3 – 5% Thiết bị: Thiết bị trích ly nhiều bậc hoạt động liên tục. Thiết bị là một hệ thống nhiều nồi lắp nối tiếp nhau. Các nồi được nạp trà nguyên liệu còn nước nóng lần lượt đi qua tất cả các nồi để rút lượng chất tan trong trà. Trong hệ thống trích ly nhiều bậc tất cả các nồi đều đổ đầy trà, còn nước được gia nhiệt trước bên ngoài rồi được dẫn lần lượt qua các nồi trích ly. Tiếp tục dẫn nước nóng vào các nồi trích cho đến khi đạt được nồng độ trích ly cần thiết của nồi thứ nhất. Sau đó tháo hết nước và bã trà ra khỏi nồi thứ nhất rồi cho trà mới vào, nồi thứ 2 lại trở thành nồi cuối cùng, nồi thứ 3 thành nồi thứ nhất. Các nồi cứ thay phiên nhau tháo nhập liệu như thế nên thiết bị hoạt động liên tục. Hình 4.3 Sơ đồ trích ly trà nhiều bậc · -Van đóng o – Van mở Các yếu tố ảnh hưởng [5] Nhiệt độ: Nhiệt độ trích ly càng cao thì hiệu suất trích ly càng tăng. Tuy nhiên, nếu trích ly trà ở nhiệt độ quá cao thì chất lượng cảm quan của dịch trà rất kém: mùi lạ, vị đắng, chát gắt, màu nước pha bị đục. Thời gian: Thời gian trích ly càng tăng thì hiệu suất trích ly càng tăng. Trong giai đoạn đầu, hiệu suất tăng nhanh sau đó lại tăng rất chậm. Cho nên, việc kéo dài thời gian trích ly sẽ không có lợi về hiệu suất. Mặc khác, khi kéo dài thời gian trích ly thì chi phí năng lượng cho quá trình trích ly cũng sẽ tăng lên. Thời gian trích ly thích hợp sẽ cho hiệu suất cao nhất, hiệu quả về năng lượng và đồng thời cũng đáp ứng được các chỉ tiêu cảm quan của dịch trích. Trích ly có khuấy đảo: Một phương án có thể làm tăng hiệu suất trích ly là thêm bộ phận khuấy đảo trong quá trình trích ly. Nhưng chi phí cho thiết bị và năng lượng cho khuấy đảo. Do đó không cần thiết phải sử dụng khuấy đảo trong trích ly trà. Tỷ lệ trích ly: càng cao thì trích ly càng triệt để do sự chênh lệch nồng độ giữa cấu tử cần trích ly và dung môi lớn nhưng chi phí năng lượng lại tăng cao. Kích thước, hình dạng nguyên liệu: nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn. Do đó việc trích ly các cấu tử từ nguyên liệu và dung môi sẽ tốt hơn. Tuy nhiên kích thước quá nhỏ thì chi phí cho nghiền xé sẽ tăng. Lọc Mục đích: Chuẩn bị: cho quá trình cô đặc. Hoàn thiện: loại bỏ những tạp chất không hoà tan trong nước để tinh sạch dịch chiết, đồng thời góp phần tạo nên sản phẩm bột trà hoà tan có độ hoà tan tốt. Biến đổi: Vật lý Độ trong: Hầu hết protein kết hợp với các hợp chất hữu cơ có trong trà tạo kết tủa đều bị tách ra trong quá trình lọc, làm dịch chiết trà trong hơn. Màu sắc: Màu sắc thay đổi do tạp chất bị loại ra khỏi dịch trích. Hóa học Thành phần hóa học của dịch chiết ít thay đổi trong khi lọc. Các chất như protein, vitamin, chất màu… bám trên bã trà có thể bị tách ra khỏi dung dịch. Tuy nhiên, tổn thất này là không đáng kể. Phương pháp thực hiện: Dung dịch trà có độ nhớt không cao, tương đối dễ lọc, chế độ lọc ở nhiệt độ thường là hợp lý. Tuy nhiên, chế độ lọc tối ưu là lọc nóng, tốt nhất là ngay sau khi trích ly vì: Lọc nguội: thời gian lọc dài, nồng độ chất khô của dung dịch thấp hơn nhiều so với trước khi lọc, lượng chất khô hòa tan tổn thất trong quá trình lọc đáng kể. Lọc nóng: thời gian lọc ngắn, nồng độ chất khô trong dung dịch trước và sau khi lọc gần như nhau. Áp lực lọc: 3 at Thời gian lọc: 40 phút/mẻ Nhiệt độ lọc: 80 – 90oC Thiết bị: Máy lọc ép khung bản làm việc gián đoạn: dung dịch trà nhập vào liên tục, nước lọc trà chảy ra liên tục, bã trà được tháo ra theo chu kỳ. Thiết bị lọc ép được cấu tạo bởi bộ phận chủ yếu là khung và bản. Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi cửa ngõ nhập huyền phù vào. Bản lọc tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khung và bản được chế tạo với tiết diện vuông. Xung quanh hình thành bề mặt phẳng, nhẵn nhô lên tạo ra sự tiếp xúc bít kín lúc ghép khung và bản. Hình 4.4 Khung và bản của máy lọc ép Khung Bản 1. Tay đỡ 2. Các gân trên bề mặt bản 3. Bề mặt tiếp xúc giữa gân và bản 4. Lỗ dẫn huyền phù 5. Lỗ dẫn nước rửa 6. Van tháo nước Thiết bị lọc ép khung bản được mô tả trên hình sau: Hình 4.5 Máy lọc ép khung bản Người ta xếp liên tiếp các khung và bản lên khung đỡ nhờ hai tai trên khung và bảng tì lên hai thanh dọc 3 của khung đỡ. Bản lọc đầu trên 7 với một bên bề mặt lọc được gọi là bản cố định, tiếp theo là khung 1 bản 2, liên tiếp; cuối cùng bản 8 với một mặt lọc được gọi là bản di động. Giữa khung và bản là vách ngăn lọc 9. Ép chặt khung bản bằng cơ cấu vít đai ốc 6 được thực hiện bởi tay quay 5. Toàn bộ thiết bị lọc khung bản được đặt trên bệ đỡ 4. Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu 4 trên khung (Hình khung và bản) của khung và bản nối liền tạo thành ống dẫn 10 nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước lọc từ bản chảy xuống được lấy ra theo van 6 (Hình khung và bản) Nguyên tắc hoạt động: Hình 4.6 Quá trình lọc khung bản Quá trình lọc được thực hiện như sau: Huyền phù theo ống 10 vào, và phân ra theo số lượng khung tràn vào khoang trống; dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theo các rãnh trên bản 2 chảy xuống và nhờ van được lấy ra ngoài. Pha rắn bị giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và chứa trong khung 1. Khi các khung đã đầy bã, thì dừng quá trình lọc và tiến hành quá trình rửa bã. Việc rửa bã có thể thực hiện xuôi chiều giống như quá trình lọc, hoặc rửa bã ngược chiều như mô tả. Nước rửa bã vào bản và ra bản khác. Trong trường hợp này, quá trình rửa thực hiện với chiều dày lớp bã gấp đôi. Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc ép khung bản Ngoài ra, quá trình tách tạp chất không tan trong dịch trích có thể thực hiện bằng phương pháp ly tâm. Nhưng phương pháp lọc khung bản thường được sử dụng vì hiệu quả kinh tế cao hơn so với ly tâm. Tuy nhiên, cần chú ý là bã trà là bã nén được, nên trong quá trình lọc, cần bổ sung bột trợ lọc để hạn chế hiện tượng tắc nghẽn bề mặt lọc. Do đó, sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm trà hòa tan. Yếu tố ảnh hưởng: Huyền phù: nồng độ, kích cỡ, bề mặt, dạng, tính ỳ, độ phân tán, nhiệt độ, độ nhớt của pha rắn trong huyền phù. Vách lọc (vách ngăn và bã): thể tích, độ lớn, dạng mao quản. Chênh lệch áp suất: càng lớn thì lọc càng nhanh nhưng năng lượng sử dụng lớn. Việc có sử dụng chất trợ lọc hay không. Nhiệt độ lọc. Cô đặc Mục đích: Khai thác: tăng nồng độ chất khô trong nguyên liệu. Chuẩn bị: quá trình cô đặc nhằm chuẩn bị cho quá trình sấy, giúp làm giảm một lượng nước khá lớn trong dịch trà trước khi đưa vào sấy, giảm chi phí về năng lượng và cả thời gian sấy. Bảo quản: ức chế vi sinh vật phát triển do nhiệt độ. Biến đổi: Vật lý Tăng:+ Khối lượng riêng ρ + Độ nhớt η + Nhiệt độ tăng Hóa lý + Bay hơi nước và một số chất mùi + Keo tụ protein + Có sự đóng cặn của một số muối Ca vô cơ và hữu cơ ít hoà tan; sự phân huỷ một số chất hữu cơ à tạo kết tủa. Hóa học Phản ứng Maillard do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo thành các chất màu dạng keo có chứa nitơ (các melanoidin.). Tăng nồng độ chất khô hoà tan theo thời gian cô đặc à áp suất thẩm thấu tăng. Phản ứng tự oxi hóa của các hợp chất polyphenol (tạo thêm thearubigin) Sự kết hợp giữa cafein và tannin tạo muối tanat à váng. Váng này xuất hiện do nhiệt độ cô đặc < 80oC Sự kết hợp giữa tanin và protein tạo thành kết tủa Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của trà Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt độ cao. Sinh học: hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật. Cảm quan Màu sậm hơn do các phản ứng Maillard Giảm mùi thơm do các chất tạo mùi bay hơi. Phương pháp thực hiện: Thiết bị cô đặc chân không một cấp dạng màng rơi. Nhiệt độ: 75 – 80 0C Độ chân không: 405 – 430 mmHg Nồng độ dịch trà đầu vào: 3 – 5% Nồng độ đầu ra: 15 – 20% Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ và áp suất: nếu tăng nhiệt độ hay giảm áp suất: nồng độ dung dịch sau cô đặc tăng. Tuy nhiên, nhiệt độ càng cao thì tiêu chuẩn cảm quan của dịch trà càng giảm: màu sắc càng sậm, độ chát càng tăng, đặc biệt là cấu tử mùi bị mất đi càng nhiều làm cho mùi thơm nhạt dần. Thời gian: Thời gian cô đặc càng dài thì nồng độ dung dịch càng cao. Tuy nhiên thời gian kéo dài sẽ làm tăng chi phí năng lượng Yêu cầu nồng độ chất khô đầu và cuối, tính chất hóa lý của sản phẩm Hiện tượng tổn chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: Hơi thứ khi thoát ra khỏi thiết bị cô đặc có thể bị lôi cuốn theo một số cấu tử ở trạng thái sương mù. Hiện tượng này xảy ra khi ta gia nhiệt làm cho sự sôi của dung dịch trà diễn ra quá mãnh liệt. Thông thường, các thiết bị cô đặc có không gian hoặc bộ phận tách sương mù nhằm hạn chế sự tổn thất chất khô do hơi thứ lôi cuốn theo. Thiết bị: Thiết bị gồm 3 phần cơ bản: buồng đốt ngoài, buồng bốc và thiết bị ngưng tụ Buồng đốt: Bên trong có nhiều ống được lắp đặt cạnh nhau tạo thành một chùm ống. Hai đầu của chùm ống được cố định bởi 2 vỉ ống và toàn bộ chúng được bao bọc bởi một lớp vỏ áo. Hơi nước được đưa vào bên trong lớp vỏ áo để gia nhiệt, còn chất lỏng được đưa vào khoảng không gian giữa các ống. Chất lỏng được vào phần trên đỉnh buồng đốt và qua hệ thống phân phối lỏng chúng sẽ được phân phối một cách đều đặn ở mặt trong của ống, chảy xuống tạo thành một màng mỏng. Quá trình bốc hơi sẽ diễn ra tại đây nhờ nhiệt được cung cấp bởi hơi nước. Hơi nước ngưng tụ và chảy xuống ở mặt ngoài của ống. Chất lỏng đã được cô đặc phần lớn sẽ được tháo ra ở đáy buồng đốt, một phần bị hơi nước lôi cuốn đi qua buồng bốc. Buồng bốc: Buồng bốc thường có đường kính lớn, là nơi phân ly hỗn hợp hơi và dung dịch cô đặc. Hơi thứ được hút sang thiết bị ngưng tụ, tại đây có thể bố trí hệ thống thu hồi các chất thơm dễ bay hơi. Sau khi tách hơi, phần chất lỏng này cũng được tháo ra cùng với phần lỏng đã được cô đặc lấy ra ở buồng đốt rồi tiếp tục được xử lý tiếp ở quá trình sau. Còn hơi sẽ rời khỏi bộ phận tách hơi tại đỉnh. Hình 4.8 Thiết bị cô đặc dạng màng rơi Phối chế Mục đích: chuẩn bị, hoàn thiện Chuẩn bị cho quá trình sấy phun: để điều chỉnh nồng độ chất khô trong dịch cô đặc khi nồng độ này chưa đạt yêu cầu để sấy, góp phần làm tăng hiệu quả quá trình sấy, nhà sản xuất thường bổ sung thêm maltodextrin. Hoàn thiện sản phẩm: quá trình phối chế làm đồng đều hỗn hợp giữa trà và maltodextrin theo tỉ lệ xác định, maltodextrin đóng vai trò là chất độn, giảm giá thành sản phẩm. Biến đổi: Hoá học: nồng độ chất khô trong dịch trà tăng. Vật lý: sự tăng tỷ trọng. Hoá lý: sự tăng độ nhớt của dịch trà. Phương pháp thực hiện: Chất phối chế sử dụng ở đây là maltodextrin, thực hiện quá trình trong thiết bị có cánh khuấy. Sau khi cô đặc tiến hành phối chế mà không cần điều chỉnh nhiệt độ gì thêm. Tỷ lệ maltodextrin/chất khô là 4/1. Nồng độ dịch trà sau khi cô đặc: 20% Nồng độ dung dịch sau khi phối chế: 40% Thiết bị: Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy. Thiết bị này thích hợp với khuấy trộn như dịch trà cô đặc bổ sung thêm maltodextrin trong trường hợp nồng độ chất khô không đạt yêu cầu cho quá trình sấy, ít tiêu tốn năng lượng hơn các cánh khuấy khác như cánh khuấy tuabin, cánh khuấy mái chèo. Thiết bị gồm nồi hình trụ, có lắp cánh khuấy ở đường tâm với mục đích để đảo trộn các nguyên liệu. Khi cánh khuấy quay sẽ tạo ra động năng đẩy khối chất lỏng chuyển động trong lòng thiết bị, giúp đảo trộn đồng đều hỗn hợp. Hình 4.9 Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy Sấy phun Mục đích: khai thác, chế biến, bảo quản. Làm bốc hơi nhanh nước trong dung dịch trà sau khi trích ly tạo sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp để bảo quản được lâu hơn. Là quá trình chế biến, nâng cao hàm lượng chất dinh dưỡng trong sản phẩm, giảm thể tích bao bì, khối lượng vận chuyển. Biến đổi: Vật lý: Thể tích giảm, giảm khối lượng, khối lượng riêng tăng. Hóa lý: Hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm trong quá trình sấy Một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy do nhiệt độ gây tổn thất chất thơm. Ngược lại một số hương thơm được phát huy hay tạo thành trong quá trình sấy do phản ứng maillard, caramen… và mùi nấu của funfurol làm giảm giá trị cảm quan … Hóa học: Có 2 khuynh hướng Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như: phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa đường khử và acid amin tạo màu cho sản phẩm (có lợi). Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do lượng nước giảm dần, enzym bị vô hoạt do nhiệt độ cao lúc sau: phản ứng thủy phân, oxi hóa… Sinh học: ức chế một phần vi sinh vật trên bề mặt vật liệu, kéo dài thời gian bảo quản. Phương pháp thực hiện: Sấy phun: Nồng độ dung dịch vào thiết bị sấy: khoảng 40% chất khô. Nhiệt độ khí vào: 170oC Nhiệt độ khí ra: 90oC Áp suất khí nén: 3,5bar Thời gian nguyên liệu lưu lại trong buồng sấy ngắn: < 10 giây. Độ ẩm trà sau sấy: < 5% Thiết bị: Trong quá trình sấy phun dung dịch trích ly trà ta sẽ áp dụng phương pháp sấy phun cùng chiều có đáy hình nón do dung dịch có tỷ trọng nhỏ, cần thời gian tiếp xúc với nhiệt ngắn để giữ những thành phần hương vị đặc trưng. Hình 4.10 Thiết bị sấy phun 1-Quạt 2-Caloriphe 3-Phòng sấy 4-Vòi phun 5-Xyclon 6-Lọc túi 7-Vít tải 8-Lọc khí Không khí được quạt 1 hút vào bộ phận lọc khí 8 để tách hết bụi bẩn rồi thổi vào caloriphe 2 để gia nhiệt tới nhiệt độ 170 – 175oC rồi thổi vào phòng sấy 3, còn dung dịch được tạo bụi qua đĩa ly tâm 4. Tác nhân sấy và vật liệu sấy đi cùng chiều. Các giọt chất lỏng tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ cao trong khoảng vài giây để bay hơi hết ẩm tạo thành những hạt bột mịn rơi xuống phễu hình nón rồi được vít tải 7 chuyển về thùng chứa. Khí thải được dẫn vào hệ thống tách bụi xylon, lọc túi rồi thải ra ngoài. Các yếu tố ảnh hưởng: Hàm lượng chất khô trong dung dịch trước sấy (%) Nhiệt độ vào của không khí sấy (oC) Nhiệt độ ra của dòng khí sấy (oC) Áp suất phun (Bar) Lưu lượng phun Ảnh hưởng của nồng độ chất khô dung dịch trước khi sấy: Ảnh hưởng lớn đến tính chất sản phẩm sấy như màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng…Hàm lượng chất khô càng cao thì độ ẩm sản phẩm càng thấp và hiệu suất thu hồi sản phẩm càng cao. Ảnh hưởng của tốc độ bơm nhập liệu: Ta không điều chỉnh trực tiếp lưu lượng nhập liệu mà chỉ thay đổi tốc độ bơm nhập liệu bằng cách thay đổi tốc độ quay của rotor trong bơm. Tốc độ phun (ml/phút) càng tăng thì nhiệt độ ra của khí càng thấp, độ ẩm sản phẩm càng tăng hiệu suất thu hồi càng giảm. Ảnh hưởng của áp suất khí nén: Khí nén có nhiệm vụ làm quay đầu phun sương, tạo các hạt sấy. Áp suất khí nén càng tăng thì tốc độ quay của đầu phun càng tăng. Khi áp suất khí nén tăng thì đầu phun sẽ quay nhanh hơn, các hạt sương sẽ có kích thước nhỏ hơn, diện tích tiếp xúc với không khí nóng tăng, đồng thời hạt nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao hơn và độ ẩm thấp hơn. Ưu điểm Sấy nhanh Tính chất và chất lượng sản phẩm tốt hơn, sản phẩm có độ mịn đồng nhất, xốp, dễ tan không cần nghiền, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu, tiện lợi cho sử dụng và chế biến Chi phí điều hành tương đối thấp. Năng suất lớn. Nhược điểm Kích thước phòng sấy lớn. Không linh dộng về thiết bị một thiết bị được chế tạo cho một sản phẩm có kích thước nhỏ thì không thể dùng cho sản phẩm có kích thước lớn… Không khí sấy phải là không khí sạch. Ngoài biện pháp sấy phun, ta còn có thế sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nồng độ chất khô dịch sấy: 40% Áp suất chân không: < 130 Pa Thời gian có mặt của sản phẩm trong máy sấy: 40 ÷ 110 phút Nhiệt độ cao nhất của sản phẩm cuối quá trình sấy: < 270C. Thiết bị: Hạ nhiệt độ sản phẩm sấy xuống dưới điểm đông lạnh (-10oC ÷ -20oC) và được đặt trong bình chân không có áp suất gần với áp suất chân không tuyệt đối, khi đó nước thoát ra khỏi sản phẩm sấy ở trạng thái rắn, tức là thăng hoa ẩm. Mô hình hệ thống thiết bị sấy thăng hoa gồm 5 bộ phận: bình thăng hoa, bình ngưng của máy lạnh, máy nén của máy lạnh, bình ngưng-đóng băng, bơm chân không. Quá trình sấy thăng hoa gồm 3 giai đoạn: giai đoạn đông lạnh, giai đoạn thăng hoa và giai đoạn sấy ẩm dư. Mẫu ở dạng dung dịch nước hay hỗn dịch trong nước được làm lạnh tới -200C và được rút chân không trong một thiết bị kín. Khi đạt nhiệt độ và áp suất thích hợp các phân tử nước sẽ thăng hoa còn lại mẫu là những chất không bay hơi. Quy trình làm việc của thiết bị sấy thăng hoa: Hình 4.11 Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa Nồi thăng hoa (1) (phòng sấy hình trụ kín), bên trong có giàn ống rỗng (2). Nồi thăng hoa làm việc một cách tuần hoàn như một phòng lạnh. Ở chế độ làm lạnh, bơm (5) đẩy tác nhân lạnh ở bên trong ống rỗng (2). Sự làm lạnh của chất tải nhiệt được tiến hành trong bộ trao đổi nhiệt (3) có đính ruột xoắn, chất làm nguội đi qua đó và vào thiết bị làm lạnh (4). Khi nồi thăng hoa làm việc ở chế độ của máy sấy, chất tải nhiệt được đun nóng trong bộ trao đổi nhiệt (7) và đẩy vào các ống rỗng nhờ bơm (6). Sự ngưng tụ hơi được tạo ra khi sấy trong nồi thăng hoa được tiến hành trong nồi ngưng tụ chống thăng hoa (10), hỗn hợp hơi - không khí từ nồi thăng hoa vào không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt. Chất làm nguội (amoniac, freon) qua các ống (11) vào thiết bị làm lạnh (9). Thường để làm lạnh bề mặt thăng hoa và ngưng tụ, người ta sử dụng máy nén 2 hoặc 3 cấp có khả năng đảm bảo lạnh bề mặt đến nhiệt độ -600C, -400C. Các khí chưa ngưng tụ được tách ra khỏi nồi chống thăng hoa bằng bơm chân không (8). Hơi ngưng tụ được làm lạnh ở dạng lớp đá trên bề mặt các ống lạnh của nồi chống thăng hoa. Vì trong quá trình làm việc của nồi chống thăng hoa, các ống (11) bị phủ bởi một lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng một cách chu kỳ. Để thực hiện điều đó, đẩy nước nóng từ bộ đun (7) vào các ống (11). Ưu điểm Với độ chân không cao và nhiệt độ sấy thấp nên không làm thất thoát các hợp chất có trong nguyên liệu. Tốc độ tan của trà hòa tan cao. Nhược điểm Chi phí năng lượng riêng cao hơn các phương pháp khác khoảng 50 – 60%. Tạo hạt Bản chất: Tạo hạt là phương pháp hiệu quả để tăng tính hòa tan nhanh của thực phẩm ăn liền dạng bột, điển hình là sản phẩm dạng bột trà hòa tan. Do sau khi sấy phun, sản phẩm có dạng bột rất mịn, do diện tích tiếp xúc lớn nên dễ hút ẩm trở lại, khi đó sản phẩm khó bảo quản và dễ gây vón cục làm giảm giá trị cảm quan. Quá trình tan của các hạt trong nước gồm 4 giai đoạn: Chất lỏng thấm vào hạt nhờ các mao quản. Các hạt lắng xuống. Các hạt vỡ ra và phân tán trong nước. Cuối cùng, các hạt nhỏ tan hoàn toàn vào nước. Các hạt quá mịn rất khó thấm nước và khó tan do có sức căng bề mặt lớn. Mặt khác, bề mặt các hạt hấp phụ khí nên khi diện tích bề mặt lớn, lượng khí hấp phụ nhiều thì nước rất khó thấm vào hạt. Quá trình kết tụ làm tăng kích thước hạt, giảm sức căng bề mặt và tạo cấu trúc xốp nên hạt sẽ tan nhanh hơn nhiều. Mục đích: Hoàn thiện: Dùng chất lỏng dưới dạng phun sương để kết tụ bột trà sau khi sấy phun thành những hạt có kích thước đồng nhất hơn, tránh để sót bụi trà trong sản phẩm. Sản phẩm tạo thành có độ hòa tan tốt hơn. Các biến đổi: Vật lý: Kích thước hạt tăng lên, đồng đều hơn. Trong từng hạt, các thành phần không liên kết chặt chẽ với nhau nên hạt có cấu trúc xốp. Hạt sau khi tạo thành sẽ được sấy bằng khí nóng rồi làm nguội bằng khí lạnh. Tỉ trọng hạt giảm do hạt có cấu trúc xốp. Hóa học: Do quá trình tạo hạt sử dụng hơi nước nóng nên có thể xảy ra một số phản ứng như: phản ứng thủy phân, phản ứng Maillard, phản ứng caramel hóa… nhưng không đáng kể do thời gian ngắn. Hóa sinh và sinh học: biến đổi không đáng kể do nhiệt độ cao và hàm ẩm thấp. Phương pháp thực hiện: Bột trà sẽ được hòa trộn với chất lỏng dưới dạng phun sương và kết dính lại với nhau tạo nên những hạt trà hòa tan với kích thước đồng nhất hơn, tránh để sót bụi trà trong sản phẩm. Thiết bị: Bột trà mịn được phun vào thiết bị, hòa trộn với dòng chất lỏng dưới dạng sương và kết dính lại thành các hạt. Sau đó, các hạt xốp sẽ được sấy khô dưới điều kiện sấy ôn hòa bằng cách thổi khí nóng (tạo dạng tầng sôi) rồi được làm nguội bằng không khí lạnh. Sau đó, hạt sẽ được sàng để thu những bột trà mịn đem đi tạo hạt lần nữa. Hình 4.12 Thiết bị tạo hạt Trên thị trường hiện nay, nhiều sản phẩm đã qua quá trình tạo hạt, vì một số ưu nhược điểm như sau: Ưu điểm: Tạo hạt giúp cho sản phẩm bảo quản được lâu hơn, do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn bột nên khó hút ẩm hơn, khi pha vào nước thì dễ tan hơn. Nhược điểm: Do cần thêm một quá trình tạo hạt, nên một số tính chất của sản phẩm sẽ thay đổi. Một số mùi hương mất đi, một số hương thêm vào, làm cho thành phần sản phẩm thay đổi. Bên cạnh đó, sẽ tốn chi phí hơn do cần thêm một thiết bị và cần thêm công đoạn. Với sản phẩm dạng bột thì giữ được tính chất, mùi vị, hương thơm nhiều hơn dạng hạt nhưng khó bảo quản và khó hòa tan trong nước. Phối trộn Mục đích: Phối trộn thêm chất màu, hương, chất bảo quản…làm tăng giá trị cảm quan của bột trà sản phẩm. Tạo ra sản phẩm mới bằng cách thay đổi thành phần tỷ lệ các chất trong hỗn hợp sản phẩm. Các biến đổi: Vật lý: thay đổi về khối lượng riêng, độ dẫn nhiệt, thể tích … Hóa học: tăng thành phần các chất trong hỗn hợp. Cảm quan: tăng vị ngọt, vị chua, màu bột trà sậm hơn và tăng mùi thơm cho sản phẩm. Phương pháp thực hiện: Trộn các chất đường, acid citric, bột trà, màu caramen, Vitamin C, NaCl, hương liệu theo tỷ lệ nhất định để đạt được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu. Quá trình phối trộn được thực hiện ở nhiệt độ phòng và áp suất thường. Vận tốc quay của trục vít: 150 vòng/phút. Ví dụ: Tỷ lệ các chất sau quá trình phối trộn (tính theo % khối lượng): Đường: 96% Acid citric 1,5% Bột trà 1% Màu caramen 0,5% Vitamin C 0,5% NaCl 0,25% Hương liệu 0,15% Thiết bị: Thiết bị trộn vít tải nằm ngang: Đây là máy trộn làm việc liên tục. Hình 4.13 Thiết bị trộn vít tải nằm ngang Cấu tạo: Gàu tải: đây là gàu tải băng thẳng đứng để vận chuyển bột trà sau khi sấy phun vào bình chứa. Vận tốc của gàu tải 3,5m/s. Bun ke chứa: dùng để chứa bột trà và các chất thêm vào trong quá trình phối trộn. Vít tải: dùng để trộn và vận chuyển nguyên liệu liên tục. Đây là vít cánh xoắn liên tục liền trục. Hình 4.14 Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục Bộ phận hoàn lưu: dùng để hoàn lưu lại sản phẩm trộn chưa đồng đều. Đóng gói Mục đích: Hoàn thiện: nhằm tạo thuận tiện cho người tiêu dùng, sản phẩm có trọng lượng phù hợp cho người tiêu dùng sử dụng; bên cạnh đó dựa vào màu sắc và cách bố trí còn làm cho sản phẩm thu hút người tiêu dùng. Bảo quản: bao bì giúp bảo vệ thực phẩm tránh khỏi ảnh hưởng không tốt của môi trường xung quanh như: độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng… Các biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản: Hoá lý: trà hoà tan có độ ẩm rất thấp và rất dễ bị hút ẩm. Độ ẩm tăng có thể làm trà vón cục, mất hương và tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển nếu độ ẩm quá cao. Bột trà còn có thể hấp phụ các mùi lạ từ vật liệu đóng gói, các thực phẩm hay các vật liệu khác. Hoá học: sự oxy hoá làm mất hương vị trà có thể xảy ra ở độ ẩm thấp khi có mặt khí oxy. Phản ứng sẫm màu, phản ứng phân huỷ chất mùi, phản ứng thuỷ phân xảy ra khi độ ẩm tăng. Cảm quan: thay đổi màu sắc, mùi vị. Màu trà thường sẫm hơn, mùi trà bị mất dần theo thời gian. Mặt khác trà lại rất dễ hấp thu những mùi lạ từ các loại vật liệu khác. Trà hoà tan là một sản phẩm thông dụng, rẻ tiền, nhiều người và nhiều nước trên thế giới ưu chuộng vì dùng đơn giản, thuận tiện. Một điều cần chú ý trong sản xuất trà hoà tan là vấn đề kiểm nghiệm trong quá trình sản xuất và vấn đề vệ sinh. Kiểm nghiệm quan trọng nhất là quá trình trích ly, lắng, lọc v.v…Vệ sinh trong sản xuất là một tiêu chuẩn lớn cần đạt được. Máy móc cần sạch sẽ. Các vật liệu sử dụng cần phải vệ sinh cao như nước cần phải lọc và thanh trùng. Các phương tiện sử dụng trong nhà máy phải là thép không gỉ và phải tuân theo tiêu chuẩn vệ sinh thật chu đáo, triệt để. Nhất là khâu đóng gói cần yêu cầu vệ sinh cao hơn. Cũng có thể đóng gói trong khí trơ hay carbonic để bột trà hoà tan khỏi bị oxy hoá, vi trùng hiếu khí và các loại nấm mốc khỏi xâm nhập. Một vấn đề cần nhắc đến là cặn bã thải sau khi chế biến, ta phải có biện pháp hữu hiệu để tận thu bã trà. Phương pháp thực hiện: Nguyên tắc rót định lượng dạng bột: sản phẩm được đưa vào phễu nhập liệu; valve định lượng mở ra để sản phẩm đổ đầy vào pistong, valve tự động đóng lại và mở cửa tháo liệu để tháo xuống bao bì ở phía dưới. Lượng sản phẩm phụ thuộc vào độ đóng mở của pistong định lượng. Dạng túi của bao bì có thể được cấu tạo bằng 1 trong 2 cách sau: Cấu tạo từ màng plastic loại 1 mảnh cuộn được ghép mí theo đường giữa thân bằng phương pháp hàn nhiệt. Cấu tạo từ 2 màng plastic tạo thành 2 màng của bao bì, chúng được ghép mí bên hông thân bằng phương pháp hàn nhiệt. Yêu cầu trong bảo quản trà hoà tan: Giảm sự hút ẩm và sự mất chất thơm bằng cách sử dụng bao bì không thấm nước, không thấm khí và hơi nước, để mực in thật khô mới đưa vào đóng gói. Hút chân không hay sử dụng khí trơ (thường là N2, CO2) để giảm thiểu sự oxy hoá. Bổ sung các chất phụ gia bảo quản như chất chống đông vón (Sodium alumino silicate), chất chống vi sinh vật (sulphur dioxide 150mg/kg), chất chống oxy hoá, chất chống ẩm. Vật liệu làm bao bì: Hiện nay, sản phẩm trà hòa tan thường được đựng trong các gói nhỏ để tiện lợi cho người sử dụng. Các bao gói này đều được chế tạo từ sự kết hợp của nhiều lớp vật liệu như PE / giấy tráng kim loại / PE. Các bao gói đều được hàn kín ở các đầu miệng. Thông số của quá trình: Quá trình đóng gói được diễn ra ở nhiệt độ và áp suất phòng. Trọng lượng: 20g/gói. Nhiệt độ ghép mí: 150oC Thiết bị: Thiết bị đóng gói Nguyên tắc hoạt động: Sản phẩm được đưa vào phễu nhập liệu, valve định lượng mở ra để sản phẩm đổ vào đầy piston, valve tự động đóng lại và mở cửa tháo liệu để tháo xuống bao bì ở dưới. Ta định lượng thực phẩm dựa vào điều chỉnh piston định lượng. Hình 4.15 Sơ đồ nguyên tắc định lượng thực phẩm Bao bì được cấu tạo từ màng plastic loại một mảnh cuộn lại được ghép mí theo đường giữa thân bằng phương pháp hàn nhiệt. Bao bì sẽ được hàn đáy, sau khi rót sản phẩm vào trong bao bì thì sẽ có bộ phận của máy hàn phần miệng của túi. Hình 4.16 Thiết bị đóng gói Sản phẩm Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Chỉ tiêu vật lý Hình dạng: dạng bột mịn, đồng nhất, không vón cục. Hạt tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục. Chỉ tiêu hóa học Độ ẩm: 5 – 6% Hàm lượng đường: không nhỏ hơn 95% Hàm lượng cafein: không quá 3,5% Hàm lượng tanin: 4% Độ tro: không quá 6,5% Tạp chất: không quá 0,3% Chỉ tiêu hóa lý Độ hòa tan cao Tỉ lệ hòa tan cao, không có cặn. Không bị hút ẩm khi bảo quản. Chỉ tiêu cảm quan: Khi pha tạo dung dịch có màu nâu tự nhiên gần với màu trà truyền thống, dung dịch đồng nhất không vẩn đục. Mùi: mùi trà kết hợp với mùi thơm của acid tạo hương vị nhẹ nhàng dễ chịu, không có mùi khét, mùi nấu hay mùi lạ nào khác. Vị: vị chát, đắng nhẹ của trà hòa quyện với vị ngọt của đường, vị chua của acid tạo cảm giác thư thái nhẹ nhàng cho người sử dụng. Vị chua, ngọt khọng quá gắt. Sản phẩm trên thị trường Hình 4.17 Sản phẩm trà hòa tan dạng bột Instant green tea power, Instant Oolong tea power, Instant Black tea power Hình 4.18 Instant Green Tea Powder Product Details: Type Tea Extract Variety Green Tea Extract Form Powder Part Leaf Extraction Type extraction at low temperature Packaging Drum Place of Origin Zhejiang, China (Mainland) Model Number 306/304 Hình 4.19 Instant Black Tea Powder Product Details: Type Tea Extract Variety Black Tea Extract Form Powder Part Leaf Extraction Type extraction at low temperature Packaging Drum Place of Origin Zhejiang, China (Mainland) Brand Name choisuntea Model Number IBT208/205 Hình 4.20 Instant Oolong tea powder Product Details: Type Instant Powder Product Type instant tea powder Packaging drum Certification HACCP, ISO, KOSHER Shelf Life 2 years Weight (kg) 25 Place of Origin Zhejiang, China (Mainland) Brand Name Choisun Model Number IOT Certification Kosher Style Tea Powder Type Oolong Tea Processing Type Raw Specialty Health Tea Các sản phẩm trà hòa tan trên thị trường Việt Nam Công ty TNHH Quốc Tế Cao Nguyên Xanh thành lập ngày 26/03/2004 - Tiền thân là công ty TNHH Trà và Cà phê Tiến Thành thành lập ngày 06/07/2000 tại Bảo Lộc, Lâm Đồng. Là doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh các mặt hàng thực phẩm, có trụ sở tại ấp Phú Lợi, xã Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, TPHCM. Các mặt hàng trà hòa tan bao gồm nhiều loại như trà hòa tan hương chanh, hương bí đao, hương cam, hương me… Hình 4.21 Trà hòa tan hương chanh Cách dùng: cho 1 gói trà hòa tan hương Chanh vào 100ml nước lạnh, khuấy đều, thêm đá và thưởng thức.Bảo quản: để nơi khô ráo, tránh ánh nắng, sau khi pha giữ lạnh và dùng trong vòng 12 giờ. Công ty TNHH Quốc Tế Cao Nguyên Xanh Tiền thân là công ty TNHH Trà và Cà phê Tiến Thành Địa chỉ: Tổ 2. Ấp Phú Lợi, Xã Tân Phú Trung, Huyện Củ Chi, TP.HCM Tel: (84-8) 3796 5791 - 3796 5792 - 3796 1858 Fax: (84-8) 3796 5788 - 3796 3228 Email: kimanh@greenhighland.vn Website: www.tienthanhtea.com.vn LIPTON Hình 4.22 Trà chanh lipton ice tea Công ty TNHH Quốc tế Unilever Việt Nam Địa chỉ: 156 Nguyễn Lương Bằng, quận 7, TPHCM. Điện thoại: 0854135686 Fax: 0854135626 Email: info@unilever.com.vn Website: NESTEA Hình 4.23 Nestea chanh NESTEA Chanh: Đường, axit citric, trà tinh chế, hương chanh tổng hợp, muối và vitamin C NESTEA Cơn Lốc: Vẫn là vị trà chanh chua chua ngọt ngọt nhưng đã khát hơn nhờ chất làm mát đặc biệt NESTEA Lite: Giảm 25% đường, bổ sung Vitamin C và chất xơ Công ty TNHH Nestlé Việt Nam Địa chỉ: 41 Nguyễn Thị Minh Khai, Q.1. Thành phố Hồ Chí MinhĐiện thoại: (08) 38126060   Fax: (08) 38131030Website: www.nestle.com.vn Trà hòa tan Harris Hình 4.24 Trà hòa tan Harris CÔNG TY TNHH HARRIS FREEMAN VIỆT NAMĐịa chỉ: Số 31. đường số 2. KCN Việt Nam – Singapore 2. Phường Hòa Phú, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, Việt Nam. Điện thoại: (84) – 650 - 362 8133 Website: Thành tựu công nghệ mới V.R. Sinija *, H.N. Mishra, S. Bal, “Process technology for production of soluble tea powder”, Post Harvest Technology Centre, Agricultural & Food Engineering Department, Indian Institute of Technology, Kharagpur, West Bengal 721 302. India, February 2007 Sản phẩm trà được sản xuất bằng cách sấy đông khô chế phẩm đã cô đặc từ lá chè đã qua chế biến thành bột trà. Sau khi hái, lá được nghiền nát và dích ép thoát ra ngoài. Sau đó, dịch ép được lên men trong điều kiện nhất định. Sau đó, chúng được cho bốc hơi nước, ly tâm và làm đông khô để ra sản phẩm trà dạng bột. Phần đã ép được lên men và làm khô tiếp tục chuẩn bị để tạo hạt. Hindustan Lever Limited đã nghiên cứu và được cấp bằng sáng chế về quá trình sản xuất bột trà xanh hòa tan bằng cách gia nhiệt lá chè tươi với nhiệt độ đủ để vô hoạt enzyme, sau đó nghiền nhỏ, trích ly bằng nước nóng và làm khô bằng cách sấy khô hoặc đông khô. Một phương pháp khác đã được phát triển bởi Viện nghiên cứu trà của Ceylon cho sản phẩm trà hòa tan được trong nước lạnh và bột trà này được chiết xuất từ lá chè bằng nước nóng, và chiết xuất bằng cách lọc gel để thực hiện việc tách các hợp chất non-phenolic như chlorophylls, teins, polypeptides và polysaccharides, trong khi đó giữ lại các hợp chất polyphenolic. Sau đó, sản phẩm đã lọc được chế biến ra một dạng bột hòa tan trong nước lạnh. Sản phẩm nghiên cứu này liên quan tới các chất hòa tan, hương thơm, vị. Trong phương pháp tinh chiết bằng cách đun sôi nước, các hương vị của sản phẩm thường mất đi nhiều. Khi nước trà nguội, nước trở nên đục và các hạt sẽ kết tủa và lắng xuống dưới. Đó là hiện tượng tạo váng (creamy), nó ảnh hưởng tới sự xuất hiện sản phẩm trà tan trong nước lạnh. Điều này có thể thực hiện bằng cách hòa tan các hợp chất hóa học và sử dụng enzyme. Các vấn đề về chất lượng của loại trà này như hương thơm thấp, hương vị kém và độ hòa tan trong nước lạnh thấp, năng suất kém cũng là một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết. Khảo sát được thực hiện với mục tiêu phát triển công nghệ sản xuất trà hòa tan dạng bột và tối ưu hóa các thông số công nghệ trong các công đoạn khác nhau của sản xuất trà. Những nghiên cứu cũng được thực hiện để sản xuất trà đen từ bã ép của lá thu được sau khi trích ly dịch ép. Búp chè một tôm, 2 lá được hái từ các trang trại thực nghiệm nông nghiệp Bộ môn Kỹ thuật & Thực phẩm, Viện Ấn Độ Công nghệ, Kharagpur, Ấn Độ. Trọng lượng của búp tươi được xác định bằng thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và đo độ ẩm bằng phương pháp sấy. Các bước chế biến được đưa ra dưới đây. Lá được nghiền nát đến một mức độ phù hợp trong máy xay. Các thí nghiệm được tiến hành trong từng giai đoạn khác nhau, nghiền 1 – 4 phút với tốc độ 2540 vòng/phút để tìm ra điều kiện tối ưu để thu nhận tối đa polyphenol và tổng số chất rắn. Các mẫu lá nghiền được ép lấy dịch ép trong phòng thí nghiệm. Mẫu này sẽ được lên men trong điều kiện môi trường 30 – 320C và độ ẩm 80 – 85%. Trong quá trình lên men, lượng khí oxi trong nước là 0,5 m3/h. Thời gian lên men được thực hiện từ 0,5 đến 3h. Áp suất hơi nước từ 1 – 1.2 kg/cm2 ở nhiệt độ 104 – 1060C trong vòng 1 phút. Khi đó nhiệt độ khoảng 70 – 800C thì vô hoạt enzyme, tránh các phản ứng oxy hóa. Sau đó, dịch được đem ly tâm với tốc độ 10000 vòng/phút trong vòng 20 phút để loại bỏ các chất keo và các hạt rắn lơ lửng, có thể gây đục khi pha trà. Cuối cùng, dịch chiết đã đông khô từ 6 – 8h, độ ẩm cuối của sản phẩm từ 3 – 5%. Nguyên liệu được chuẩn bị là mẫu trà đen. Sau khi thu được dịch ép thì nó được lên men từ 0,5 – 3 h. Các mẫu được khuấy liên tục để cung cấp oxy vào mẫu, để tăng cường quá trình lên men. Các mẫu sau đó sẽ được sấy khô (ở 500C, 12 – 16h). Lượng polyphenol tổng số được đo bằng phương pháp Folin. Các thí nghiệm được tiến hành để tìm ra được thông số tối ưu cho quy trình. Quá trình được nghiên cứu là quá trình nghiền, nó được thực hiện ở tốc độ khác nhau để tìm ra thời gian tối ưu đạt được mức độ nghiền cần thiết. Khi đó quá trình trích ly sẽ thu được lượng chất tan tối đa như lượng polyphenol và tổng chất rắn. Kết quả như sau: Từ bảng trên ta thấy khi tăng thời gian nghiền thì dịch chiết thu được nhiều hơn, hàm lượng polyphenol cao nhất là ở 2.5 phút và sau đó giảm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sản phẩm này có thể hòa tan trong nước lạnh, các chất tan được trích ly, hàm lượng polyphenol cũng giữ được. Vì vậy, sản phẩm giữ được nhiều giá trị. Zhou Danrong, Chen Yuqiong *, Ni Dejiang, “Effect of water quality on the nutritional components and antioxidant activityof green tea extracts”, College of Horticulture and Forestry Science, Huazhong Agricultural University, Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education, No.1. Shizishan Street, Hongshan District, Wuhan City, Hubei Province 430070, China, July 2008 Nguyên liệu: Trà xanh loại thường mua từ nhà máy chế biến trà Baokang, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Tiêu chuẩn của chất lượng trà xanh theo GH016-84 của Trung Quốc. Các tiêu chuẩn của (-)-epicatechin (EC), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-epicatechin gallate (ECG), (-) epigallocatechin gallate (EGCG), (+)-catechin (C) và caffeine được mua từ Công ty TNHH Hóa chất Fisher, Mỹ. Chuẩn bị các loại nước khác nhau: TW, DW và RO được chuẩn bị bởi hệ thống xử lý nước trong phòng thí nghiệm. Từng loại nước được xử lý với than hoạt tính hay cột sắc ký hấp phụ (thủy tinh, có đường kính 5 cm, chiều dài 45 cm). Thực hiện: Chuẩn bị GTEs với trà xanh loại thường (100 g) được chiết xuất bởi 1200ml nước sôi ở 1000C trong 15 phút, thực hiện 3 lần. Dịch chiết được làm bay hơi và sau đó sấy khô bằng chân không trong thiết bị (N1001. EYELA, Đức) tại 55 ±20C Xác định các thông số chất lượng nước: xác định theo phương pháp phân tích chất lượng nước của tiêu chuẩn Quốc gia (Viện nghiên cứu của Nhà xuất bản Tiêu chuẩn Trung Quốc, 1996). Độ dẫn đo bằng máy đo độ dẫn điện DDS-307 (Thượng Hải, Trung Quốc). pH xác định bằng máy đo pH Tổng số chất rắn hòa tan Hàm lượng một số kim loại Thành phần có trong GTEs: Tổng hàm lượng polyphenol, acidamin theo tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc bằng cách sử dụng quan phổ Uv-vis Catechin và caffeine được xác định bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Kết quả: + Xác định thống kê chất lượng nước: Một số thông số kiểm tra trong bảng sau: Hàm lượng polyphenol, caffeine, amino acid và saccharide trong trà cho bởi bảng sau: Theo giản đồ trên thì hàm lượng ECG và EGCG cao nhất trong GTE chuẩn bị với AC, cực đại của EC, EGC và C trong trà xanh khi thực hiện với DW, còn cực tiểu của EC, ECG và EGCG trong trà xanh chuẩn bị với UP. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Ngọc Quý. Kỹ thuật trồng và chế biến chè năng suất cao - chất lượng tốt. NXB Nông nghiệp, 2008. I. A. Khô trô la va. Kỹ thuật chế biến chè. NXB Nông nghiệp, 1985. Chi - Tang Ho, Jen - Kun Lin, Fereidoon Shahidi. Tea and tea products: Chemistry and Health - Promoting Properties. by Taylor & Francis Group, LLC 2009. Lê Văn Việt Mẫn. Công nghệ chế biến thực phẩm. NXB ĐHQG Tp.HCM, 2010, Yukihiko Hara. Green tea: Health Benefits and Applications. by Marcel Dekker, Inc. All Rights Reserved, 2001. Brennan, James G. Food Processing. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2006.