Nghiên cứu một số thông số công nghệ cơ bản ảnh hưởng đến quá trình trích ly chè đen


Cây chè (Camellia sinensis) có một vị trí rất đặc biệt trong nền kinh tế
và đời sống của người dân Việt Nam và một số nước trên thế giới. Nước chè
là thức uống truyền thống của người Việt Nam, có quan hệ rất lớn đến đời
sống hàng ngày và văn hoá của dân tộc.
Tại sao chè được nhiều người ưa thích và sử dụng phổ biến? Trước hết
vì chè là một loại thực phẩm quý có thành phần hoá học giàu các chất có giá
trị dinh dưỡng cao [27], [28]. Gần đây các nhà khoa học Nga còn phát hiện
thấy rằng thành phần catechin trong hỗn hợp tanin chè có khả năng tăng sức
đề kháng của thành huyết quản, góp phần tích cực và đồng hoá vitamin C,
trong cơ thể con người và động vật tức là chúng có hoạt tính của một vitamin
P mạnh [29]. Thành phần cafein và một số hợp chất alcalloit khác có trong
chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích
vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường sự hoạt động của các cơ
quan trong cơ thể nâng cao năng lực làm việc và giảm bớt mệt nhọc trong
những lúc làm việc căng thẳng.
Xã hội ngày càng phát triển và các sản phẩm muốn có chỗ đứng trên thị
trường thì phải phù hợp với sự phát triển đó. Cách uống chè theo kiểu truyền
thống là dùng nước sôi để hãm chè đã trở nên bất tiện do sự đòi hỏi về dụng
cụ pha chế, cũng như nhiều thời gian pha chế Vấn đề này đặt ra cho công
nghệ chế biến là sản xuất ra các sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng nhất
định, sử dụng tiện lợi phục vụ nhu cầu người tiêu dùng như chè hòa tan, thực
phẩm chức năng từ chè, nước giải khát từ chè v.v.
Ở nước ta ngành sản xuất chè rất phát triển, chè đen là một sản phẩm
có sản lượng lớn. Dịch chiết từ chè đen cao cấp giàu các thành phần quý của
chè, vị chát dễ chịu đặc trưng của sản phẩm, có hậu vị ngọt, dư vị lâu rất hấp
dẫn của chè, có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất ra các sản phẩm từ
chè có chất lượng tốt đáp ứng các nhu cầu trên.
Trích ly chè là một quá trình công nghệ cơ bản trong các quy trình sản
xuất các sản phẩm từ chè. Trong các công trình nghiên cứu có liên quan đến
quá trình trích ly chè đều cho thấy quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố

như nhiệt độ, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian trích ly [6], [ 9].
Với các lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số
thông số công nghệ cơ bản ảnh hưởng đến quá trình trích ly chè đen”.
1


 !" #
$%&$' ()!&*+,-./)!&0' 12 !" #345(365
$%&$'  !" #
Cây chè tên khoa học là Camellia sinensis, lá và chồi của chúng được
sử dụng để sản xuất chè (trà). Tên gọi “sinensis” có nghĩa là “Trung Quốc”
trong tiếng Latinh. Các danh pháp cũ còn có Thea bohea (chè đen) và Thea
viridis (chè xanh).
Năm 1753, Carl Von Linnaeus, nhà thực vật học Thụy Điển, đặt tên
khoa học cho cây chè là Thea sinensis, xác định cây chè có nguồn gốc Vân
Nam (Trung Quốc).
Năm 1823, Robert Bruce, một học giả người Anh, lần đầu tiên phát
hiện được những cây chè dại, lá to ở vùng Atxam (Ấn Độ), thuộc loài cây
thân gỗ lớn, khác hẳn cây chè thân bụi ở Linné thu thập ở Trung Quốc nói
trên. Từ đó các học giả người Anh cho rằng nguyên sản của cây chè ở Ấn Độ.
Năm 1918, Cohen Stuart, nhà phân loại thực vật Hà Lan, tìm thấy
những cây chè thân gỗ lớn ở khu vực miền núi phía Nam và phía Tây Vân
Nam, đã đưa ra thuyết hai nguồn gốc của cây chè (nhị nguyên thuyết) cây chè
lá to có nguồn gốc ở phía Đông cao nguyên Tây Tạng, cây chè lá nhỏ có
nguồn gốc ở phía Đông và Đông Nam Trung Quốc; và hai loại chè nói trên
không thống nhất mà thuộc hai loại hình khác nhau.
Vào năm 1951, học giả Trung Quốc, Đào Thừa Trân đã sắp xếp các
cuộc tranh luận về nguồn gốc cây chè thành bốn học thuyết: thuyết Trung
Quốc, thuyết Ấn Độ, thuyết nhị nguyên và thuyết chiết trung (đứng giữa).
Thuyết chiết trung là một thuyết trung dung biến hoá giữa hai thuyết Trung

Quốc và Ấn Độ, được nhiều nhà thực vật học ủng hộ.
Năm 1976, Djemukhatze, viện sĩ Thông tấn Viện Hàn lâm khoa học
Liên Xô (cũ), sau khi đi khảo sát vùng chè cổ thụ trong 2 năm tại miền Bắc
Việt Nam, bằng phương pháp sinh hóa thực vật, đã xác định Việt Nam là quê
hương cây chè.
2
Như vậy, cây chè có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Á. Ngày nay, cây
chè được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu vực nhiệt đới
và cận nhiệt đới.
7!&*+,-./)!&0' !" #
Cây chè nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau:
Tên khoa học: Camellia sinensis (L) O. Kuntze tên đồng nghĩa là: Thea
sinensis L.
• Ngành: hạt kín Angiospermae
• Lớp: song tử diệp Dicotyledonae
• Bộ: chè Theales
• Họ: chè Theaceae
• Chi: chè Camellia (Thea)
• Loài: Camellia (Thea) sinensis.

8&9!" #:2;
Cơ sở của việc phân loại cây chè thường dựa vào:
• Cơ quan dinh dưỡng: loại thân bụi hoặc thân gỗ, hình dạng của tán,
hình dạng và kích thước của các loại lá, số đôi gân lá
• Cơ quan sinh thực: độ lớn của cánh hoa, số lượng đài hoa, vị trí phân
nhánh của đầu nhị cái.
• Đặc tính sinh hóa: chủ yếu dựa vào hàm lượng tanin. Mỗi giống chè
đều có hàm lượng tanin biến động trong phạm vi nhất định.
Dưới đây đưa ra cách phân loại của Cohen Stuart (1919). Đây là cách
phân loại được nhiều người chấp nhận:

- Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea).
- Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. macrophylla).
- Chè Shan (Camellia sinensis var. Shan).
- Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var. atxamica).
Bốn loại chè trình bày trên đây đều có trồng ở Việt Nam, nhưng phổ
biến nhất là hai loại: C. sinensis var. macrophylla và C. sinensis var. Shan.
3
7-&)<&=2>  ?& 12* #@A
BC&$D-&)<&+>  12* #@A365
-&)<& -;*@E&$FGH
Nước 65 – 80
Polyphenol
(+) Catechin
Tanin
1 - 2
Tinh dầu 0,02
Caffein 2 - 5
Vitamin
Pectin 2 -3
Enzyme
Chất khoáng 4 - 7
Protein và acid amin 20 - 28
Acid hữu cơ (citric, malic, oxalic, …) 0.5 - 0.6
Gluxit 4 - 5
Xơ (cellulose, hemicellulose, lignin) 4 - 7
Lipid 3 - 5
Chất màu (carotenoid, chlorophyl) 0,5 – 0,6
7@I
Nước trong lá chè là môi trường trong đó xảy ra sự tương tác của các
chất hoà tan. Ngoài ra, nó còn tham gia vào nhiều phản ứng thuỷ phân và

oxy hoá khử xảy ra liên tục trong tế bào. Trong lá chè tươi lượng ẩm
khoảng 65-80% tuỳ thuộc vào điều kiện canh tác, khí hậu. Còn hàm lượng
nước trong chè thành phẩm là 3-5%. Trong thời gian bảo quản sản phẩm
luôn xảy ra các biến đổi hoá học tuy chậm nhưng kéo dài và làm lão hoá
giảm chất lượng của chè. Những biến đổi hoá học xảy ra trong quá trình
bảo quản thường là do thuỷ phần của chè và có sự tham gia của oxy trong
khối chè. Nếu thuỷ phần của chè càng cao thì sự biến đổi xảy ra càng
mạnh, nếu thuỷ phần của chè lên tới 11-13% thì chè sẽ bị mốc.
4
779 E) J)+*)K&+*
77E) J92K &
Hợp chất Catechin của chè có hai dạng: dạng tự do và liên kết với axit
gallic theo mối liên kết este. Bằng phương pháp sắc kí trên cột silicagen và
trên giấy, cho đến nay đã tìm ra 7 loại chất catechin trong lá chè của các giống
cây chè khác nhau.
BC&$7D9  J 2K & =L+&$* #365
M&$> NO
D,L- Catechin D,L-C
L- Epicatechin L- EC
D,L - Galocatechin D,L – GC
L - Epigalocatechin L- EGC
L – Epicatechin galat L – ECG
(L) – Galocatechin galat (L) – GCG
L– Epigalocatechin galat L - EGCG
Catechin là hợp chất không màu, dễ bị oxy hoá trong môi trường axit,
không tan trong nước, tan trong dung môi phân cực.
Catechin là hợp chất có nhiều tính năng sinh học cao, có khả năng làm
bền mạch máu, giảm nhiễm độc, giảm rối loạn tiêu hoá, kìm hãm sự phát triển
của khối u, chống phóng xạ, tăng cường hoạt động của lách và gan. Ngoài ra,
nó còn đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến chè vì nó ảnh hưởng

rất lớn tới hương thơm và màu sắc của các loại chè.
777E) J2&&
Tanin thiên nhiên đều là hỗn hợp của gallic acid và digallic acid ở dạng
tự do cũng như kết hợp với glucose. Tanin rất phổ biến trong cơ thể thực vật.
Tanin chè được chia làm ba nhóm chính: tanin thuỷ phân, tanin ngưng
tụ, và tanin hỗn hợp.
Tanin thuỷ phân khi đun nóng với axit loãng hoặc với enzym tanase sẽ
bị thuỷ phân tạo ra cấu trúc đơn giản hơn. Tanin ngưng tụ khi đun nóng với
axit thì không bị phân đoạn nhỏ mà liên kết hay ngưng tụ lại.
Tanin là thành phần hoá học quan trọng nhất quyết định tới chất lượng
của chè, vì không những chúng có hàm lượng cao mà còn là nhân tố quan
5
trọng cùng với sự tham gia của các enzym có sẵn trong chè để từ một loại
nguyên liệu ban đầu có thể chế biến ra nhiều loại chè sản phẩm khác nhau.
Tanin là chất chủ yếu tạo vị cho chè, tham gia vào quá trình tạo chất
thơm và mùi đặc trưng của chè, đồng thời trực tiếp tạo ra màu của các loại chè
và cũng là nhóm chất làm thay đổi màu của nước chè khi bảo quản không tốt.
Sự chuyển hoá các chất trong thành phần tanin dưới tác dụng của các
enzym oxy hoá khử hoặc dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm sẽ làm thay đổi
thành phần và hàm lượng của các thành phần trong tanin chè.
74&P<
Trong chè tươi cũng như trong chè thành phẩm, hàm lượng tinh dầu rất
thấp chỉ khoảng 0,02% lượng chất khô, nhưng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
vì chúng quyết định hương thơm của chè và nâng cao chất lượng của chè.
Tinh dầu chè thuộc nhóm tinh dầu thực vật, nó là một hỗn hợp phức tạp
do nhiều cấu tử có tính bay hơi tạo thành, bao gồm:
- Các axit hữu cơ bay hơi.
- Các aldehyd bay hơi.
- Các chất xeton, rượu và phenol có mùi.
- Các este và cacbuahydro.

- Các hợp chất pecten và dẫn xuất của nó…
Đối với cơ thể con người, tinh dầu trong chè có tác dụng kích thích hệ
thần kinh làm cho tinh thần minh mẫn, dễ chịu đồng thời nâng cao hiệu suất
làm việc của các cơ quan trong cơ thể con người, phòng chống cảm lạnh, trợ
giúp tiêu hoá. Vì vậy, người tiêu thụ chè thường đánh giá cao và ưa thích loại
chè có hương thơm tốt.
Cây chè ở vùng cao có hương thơm tốt hơn ở vùng thấp, chè mùa xuân,
mùa thu có hương thơm tốt hơn mùa hè nóng ẩm.
7QE) J*R2*+PF 2SK&H
Alkaloid là nhóm hợp chất vòng hữu cơ có chứa nitơ trong phân tử của
chúng, vì vậy bản thân chúng là những chất có tính bazơ yếu, một số chất còn
có tính axit nên trở thành chất lưỡng tính. Phần lớn các chất trong nhóm này
không màu, một số có màu vàng, chúng đều có vị đắng và kích thích đầu lưỡi,
trong đó vị đắng của cafein được coi là vị đắng cơ bản.
6
Trong chè có các Alkaloid sau: xatin, teobromin, teofilin, adenin,
cafein… Trong đó, cafein chiếm 2-5% lượng chất khô, là chất có tác dụng
sinh hoá cao, tác dụng tốt đối với cơ thể con người như: Trợ tim, lợi tiểu, kích
thích hệ thần kinh trung ương, kích thích sự hoạt động của thận, làm tăng
cường quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Nhờ đó giúp cơ thể nhanh chóng
thải ra ngoài các chất thừa của quá trình trao đổi chất.
BC&$4D-;*@E&$92SK&L+&$ #?&K+G JRT365
-&)<&U> # -;*@E&$
Lá thứ nhất 3,39
Lá thứ hai 4,20
Lá thứ ba 3,40
Lá thứ tư 2,10
Lá thứ năm 1,70
Lá chè già 0,76
Cẫng chè 0,36

Hoa chè 0,80
Vỏ quả xanh 0,60
Hạt chè 0,00
Tuyết trên lá non 2,25
Như vậy, lá chè càng non càng nhiều cafein và hàm lượng cao nhất ở lá
thứ 2.
7V=;E) J2;&L+&$ #
Vitamin là loại hợp chất hữu cơ rất cần và không thể thiếu được trong
khẩu phần thức ăn của người và động vật, được chia thành hai nhóm: vitamin
tan trong nước và tan trong dầu.
Trong chè hầu hết các vitamin đều tan trong nước. Người ta đã chứng
minh được rằng chè có nhiều vitamin quý giá, vì vậy nước chè có tác dụng như
một loại thuốc bổ. Khi nghiên cứu về hàm lượng và thành phần vitamin trong
chè người ta đã thấy hàng loạt các vitamin cần thiết cho cơ thể: Provitamin A
cần thiết cho mắt, B
1
cần cho hệ thần kinh, Vitamin B
2
cần cho gan.
7
7WE) JK &
Pectin thuộc nhóm chất gluxit và là một hỗn hợp phức tạp của các chất
polisacarit và dẫn xuất của chúng.
Phần lớn các chất pectin là những chất keo và ở điều kiện nhất định
chúng sẽ đông tụ lại. Hàm lượng các chất pectin trong chè luôn thay đổi và
phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy: lá càng non thì hàm lượng pectin hoà
tan trong nước càng cao, nhưng pectin hoà tan trong dung dịch Amon oxalat
càng giảm. Đặc biệt trong cẫng chè có chứa nhiều hợp chất pectin.
BC&$QD-;*@E&$K &)!&0'L+&$U> #K+G JRT365

=;K & T;-* 7 4 9X&$ #
Hoà tan trong nước
2,85 2,10 1,83 2,37
Hoà tan trong axit oxalic
5,1 6,31 6,51 7,11
Hoà tan trong Amon oxalat
5,42 7,06 7,49 8,34
Hàm lượng pectin trong chè khoảng 2-3% theo chất khô tuỳ thuộc vào
độ tuổi của lá. Trong quá trình chế biến các loại chè thành phẩm, pectin tạo ra
tính keo dính cho lá chè cuốn chắc lại với nhau tạo hình dáng cho cánh chè.
Pectin trong chè tan vào trong nước và tạo vị ngọt thuần hoá, nước chè sánh
hơn. Ngoài ra nó còn tham gia một phần vào việc lôi kéo kim loại nặng ra
khỏi cơ thể.
7Y=;  Z&[";L+&$ #
Trong lá chè non có chứa hầu hết các loại Enzym có trong tự nhiên.
Hiện nay, người ta tìm thấy có trên 450 loại enzym khác nhau và dựa vào tác
dụng xúc tác của chúng chia ra 5 loại sau:
- Nhóm enzym thuỷ phân.
- Nhóm enzym phân huỷ.
- Nhóm enzym chuyển hoá.
- Nhóm enzym đồng phân hoá.
- Nhóm enzym oxy hoá - khử.
Trong đó quan trọng nhất là hai nhóm enzym thuỷ phân và nhóm
enzym oxy hoá - khử.
Trong nhóm enzym thuỷ phân có các enzym quan trọng sau:
8
- Amilza thuỷ phân tinh bột thành các loại đường.
- Proteaza thuỷ phân protein thành các axit amin tự do.
- Invectaza thuỷ phân saccaroza thành các loại đường đơn giản.
- Glucodaza thuỷ phân các glucozit thành các loại đường đơn giản.

Nhóm enzym quan trọng hơn trong lá chè là nhóm oxy hoá khử, bao gồm:
- Poliphenoloxidaza oxy hoá tanin chè và ngưng tụ thành các chất màu
đặc trưng cho màu sắc của nước chè đen.
- Peroxidaza oxy hoá sâu sắc tanin chè và ngưng tụ thành các sản phẩm
không màu hoặc màu sữa.
- Catalaza.
769 E) JR+&$L+&$ #
Trong chè có chứa một số chất khoáng, hàm lượng tro của chúng luôn
thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trước hết là độ non già của lá, thời kỳ
sinh trưởng của cây chè… Do đó dựa vào hàm lượng chất tro của chè cũng có
thể đoán biết được chất lượng của chè.
Trong chè, hàm lượng hợp chất vô cơ chiếm khoảng 4-7% là hàm
lượng chất khoáng bao gồm khoảng hơn 20 khoáng chất như: K, Ca, Na, Mg,
F, Fe… Các chất khoáng này có khả năng làm biến đổi trạng thái chất keo và
sự trao đổi chất trong tế bào. Ngoài ra các khoáng chất này còn có tác dụng
rất tốt với cơ thể con người. Ví dụ: Flo có tác dụng chống sâu răng, Fe tạo
hồng cầu, K giúp hệ thống mạch hoạt động bình thường.
Chè non có tổng lượng chất tro nhỏ hơn chè già, nhưng lại có lượng
chất tro hoà tan trong nước lớn hơn trong chè già.
7\9 E) J ]2AL+&$ #
Protein là một trong những hợp chất chủ yếu và quan trọng trong lá
chè, chiếm tới 20-28% tính theo chất khô. Nó tham gia vào quá trình điều vị
cho chè khi tanin có vị đắng quá lớn, nhưng ở một khía cạnh nào đó nó cũng
có hại cho công nghệ chế biến chè vì protein kết hợp với tanin tạo chất khó
hoà tan. Trong lá chè, chủ yếu tìm thấy protein có tính tan trong kiềm như
glutelin, ngoài ra còn thấy chứa một lượng lớn các protein tan trong nước,
rượu, trong axit, đặc biệt có chứa nhiều loại axit amin và một lượng lớn nhóm
chất này. Trong chè có chứa nhiều axit amin khác nhau. Trong quá trình chế
9
biến còn hình thành thêm một phần axit amin khác do phân huỷ protein. Các

axit amin này kết hợp với tanin hoặc đường tạo ra các aldehyd bay hơi góp
phần tạo hương thơm cho chè.
BC&$VD-;*@E&$L+K&)!&0'L+&$U> #@AK+G
JRT365
-&)<&U> # -;*@E&$)L+K&FGH
Tôm 29,06
Lá thứ nhất
26,06
Lá thứ hai 25,62
Lá thứ ba 24,94
Lá thứ tư
22,50
Lá thứ năm 20,15
Cẫng trên 17,40
Cẫng dưới
12,20
7^E) J*_
Gluxit trong chè ít hoà tan trong nước bao gồm đường đơn giản hay
Monosaccarit chiếm 1-2%, Polysaccarit chiếm 10-12% theo hàm lượng chất
khô. Lượng đường hoà tan trong chè ít nhưng có ý nghĩa rất lớn vì nó góp
phần điều hoà vị chè, đặc biệt nó tham gia vào phản ứng caramen hoá tạo
hương thơm và màu sắc cho chè thành phẩm.
BC&$WD-;*@E&$$*_+-2&K+`*FG JRTH365
-&)<&U> # @a&$Rb c2 2L+[2 `&$.'
Lá thứ nhất 0,99 0,64 1,36
Lá thứ hai 1,15 0,85 2,00
Lá thứ ba 1,40 1,66 3,06
Lá bánh tẻ 1,63 2,06 3,69
Lá già 1,81 2,52 4,33
Lượng gluxit hoà tan trong lá chè cũng luôn thay đổi và phụ thuộc vào

nhiều yếu tố. Nếu xét theo tuổi lá, hàm lượng của chúng tăng dần và đạt giá
trị cao nhất ở lá chè già.
10
7=;  .O 'L+&$ #
Hàm lượng clorophin và các chất màu trong lá chè tươi luôn thay đổi
và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó phụ thuộc chủ yếu vào giống chè.
Trong quá trình chế biến chè, các chất màu này nói chung đều giảm
xuống đặc biệt dưới tác dụng của các enzym ở quá trình lên men và dưới tác
động của nhiệt độ cao. Trong chế biến chè xanh, clorophin bị phá huỷ nhiều ở
giai đoạn diệt men bằng hơi nước và sau đó là giai đoạn làm khô, còn caroten
và xantophin ít bị biến đổi sâu sắc hơn. Trong quá trình chế biến chè đen hàm
lượng các chất màu giảm nhiều hơn trong chế biến chè xanh.
BC&$Y2D-;*@E&$ J;-L+&$ #UK&K+G JRT365
+, # 9*+L+)& 92L+& d2&+)&
A B
Chè tươi
0,570 0,250 0,064 0,092
Chè đen
0,300 0,041 0,053 0,013
Chênh lệch
- 0,270 - 0,209 - 0,011 - 0,079
BC&$Y0D-;*@E&$ J;-L+&$ #_2&K+G JRT365
+, # 9*+L+)& 92L+K& d2&+)&
Chè tươi
0,864 0,018 0,042
Chè xanh (diệt men bằng hơi nước)
0,548-0,646 0,016 0,010-0,018
Chè xanh (sấy khô trực tiếp)
0,37-0,545 0,023-0,042
Đối với chè xanh: Các chất màu do các hợp chất catechin và các hợp

chất phenol thực vật khác có trong chè là những chất chủ yếu tạo ra màu sắc
đặc trưng cho nước chè xanh.
Đối với chè đen: Clorophin góp phần tạo màu nâu đen cho cánh chè khô,
nhưng ảnh hưởng tới màu nước pha, màu bã chè và một số tính chất khác.
11
7"L8& N0N& #UK&K+ T&$&$:99[5], [11]
1.2.1. "L8&.C&_J
Sơ đồ quy trình sản xuất chè đen theo phương pháp CTC như sau:
8&7cAU%"L8&.C&_J #UK&K+ T&$&$:99
77"N;&"L8&
1.2.2.1. $"M&*:
Nguyên liệu dùng để sản xuất chè đen thường là những đọt chè tươi gồm
1 tôm và 2 hoặc 3 lá. Nguyên liệu càng non thì chế biến càng dễ, năng suất cao
và chất lượng sản phẩm tốt. Ngược lại, nguyên liệu càng già thì chế biến càng
khó, năng suất thấp, sản phẩm sản xuất ra xấu cả về ngoại hình lẫn nội chất.
Nguyên liệu chế biến chè đen CTC thì hàm lượng tanin càng cao càng
tốt do hàm lượng tanin giảm 30 – 50% trong quá trình lên men để tạo ra các
sản phẩm màu, mùi đặc trưng của chè đen dưới tác dụng của enzym.
Hàm lượng chất hòa tan trong nguyên liệu càng cao càng tốt vì nó tạo
ra vị đậm đặc của nước pha. Nếu hàm lượng của chúng cao chứng tỏ nguyên
liệu càng non dùng để sản xuất loại chè nào cũng tốt.
12
Cắt CTC
Vò viên
Sàng tơi
Làm héo
Nguyên liệu
chè búp tươi
Lên men
Tách xơ

Sấy khô
Phân loạiVò - Nghiền
Đấu trộn
Chè đen
CTC
Thông thường hay sử dụng nguyên liệu giữa vụ vì nguyên liệu có hàm
lượng tanin cao, thích hợp cho việc chế biến chè đen.
12.2.2.e+ #
Làm héo là quá trình làm thay đổi mạnh mẽ và sâu sắc các quá trình
biến đổi sinh hóa trong lá chè tươi nhằm tạo ra sự thay đổi về thành phần hóa
học và tính chất vật lý cần thiết của lá chè tươi nhằm tạo điều kiện cho quá
trình chế biến các công đoạn sau. Tăng cường hoạt tính của enzym oxy hóa
khử, làm bay đi lượng nước dư thừa có trong nguyên liệu, làm giảm còn 70 –
72%. Làm héo còn có tác dụng tạo độ mềm dẻo của búp chè, giảm mùi hăng
ngái của búp chè tươi, tạo một số tiền chất ban đầu có lợi cho chè thành phẩm
như màu sắc, mùi vị
Trong quá trình làm héo, hàm lượng clorofin và Vitamin C giảm xuống
làm tăng khả năng oxy hóa sắc tố antoxianidin tạo ra những sản phẩm tan
được trong nước làm cho màu sắc của nước pha chè đen đẹp hơn.
774c-&$A
Là quá trình làm tơi chè sau khi héo và cấp chè đồng đều vào miệng
phễu của máy nghiền. Ngoài ra nó còn tách các phần chè vụn nát, làm mát
khối chè, loại các tạp chất như đá, cát, sỏi. Đồng thời, sắt thép cũng được tách
nhờ hệ thống nam châm.
77Qf(&$&
Sau khi qua sàng tơi chè được đưa đi vò nghiền để làm nát mịn lá chè.
Độ dập mịn của lá chè còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Thủy phần còn lại
của chè liên quan trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nếu thủy phần còn lại
của chè cao thì khi vò nghiền sẽ làm cho nước chảy ra và làm tổn thất chất
hòa tan. Nếu thủy phần còn lại quá thấp sẽ phát sinh nhiều râu xơ.

77V9O99
Là quá trình phá vỡ tế bào lá tạo hình dáng sản phẩm, làm tăng độ dập tế
bào đến gần 100%. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men được đồng đều
và rút ngắn thời gian lên men, cắt nhỏ sản phẩm đến mức đạt yêu cầu.
77WfM&
Vò viên là công đoạn để tạo ra sản phẩm CTC điển hình. Nếu không có
giai đoạn vò viên thì sẽ không có sản phẩm chè CTC.
13
77YM&;K&
Quá trình lên men chè thực chất là quá trình các enzym có trong chè
chuyển hoá dịch thoát ra từ lá chè với sự có mặt của oxy không khí. Quá trình
chuyển hoá các chất đã diễn ra từ trước đó bao gồm quá trình làm héo, vò, lên
men độc lập. Giai đoạn lên men ở đây chỉ là sự tiếp tục và hoàn thành các
phản ứng trước đó diễn ra trong toàn bộ khối chè. Quá trình lên men giúp cho
khối chè được lên men đồng đều, cho chất lượng chè sản phẩm ổn định.
Những biến đổi sinh hóa, sản phẩm oxy hóa dưới tác dụng của enzym tạo cho
chè thành phẩm có màu sắc, hương vị đặc trưng.
776cJ" #
Sấy chè là quá trình sử dụng nhiệt độ cao để đình chỉ hoạt động của các
enzym, cố định các chất đã được tạo thành trong quá trình lên men, cố định
hình dáng và tăng cường hương thơm cho chè đồng thời làm khô chè đến độ
ẩm thích hợp cho quá trình bảo quản (w = 3 – 5%).
77\!&*+,
Là một quá trình gia công cơ học nhằm phân riêng các dạng chè đen từ
khối chè bán thành phẩm thu được sau khi sấy khô chè. Chè đen được phân
loại theo kích thước, tỷ trọng và loại bỏ xơ, cẫng, bụi để thu được sản phẩm
chè có chất lượng tốt.
Khác với phương pháp chế biến chè đen truyền thống (OTD), phương
pháp CTC tạo ra sự phá vỡ tế bào của lá chè ở mức độ cao trong một thời gian
ngắn cho toàn bộ khối chè, nên sự lên men xảy ra đồng đều hơn và rút ngắn

thời gian lên men so với phương pháp khác. Chính vì thế mà phải thay đổi chế
độ héo chè và phương pháp sấy khô. Ở đây mức độ làm héo nhẹ hơn, tốt nhất
là làm héo tự nhiên hoặc kết hợp làm héo tự nhiên với làm héo nhân tạo ở
nhiệt độ thấp ≤ 38
0
C, để có đủ thời gian tạo ra sự chuyển hoá các chất khi làm
héo. Mặt khác, làm héo nhẹ còn tạo cho chè héo có độ ẩm còn lại tương đối
cao sẽ không gây khó khăn và làm lộ râu xơ khi phá vỡ tế bào lá chè trong
máy chuyên dùng CTC (nghiền, cắt, vò cuộn). Vì vậy, độ ẩm thích hợp của
chè héo theo phương pháp sản xuất chè đen CTC là từ 68 – 70%.
Nhờ đặc diểm công nghệ của phương pháp CTC mà sản phẩm làm ra là
chè dạng viên, không có chè cánh OP, P như trong phương pháp truyền thống.
14
Chè CTC có màu nước pha đỏ, đẹp, viền vàng, sánh, vị chát hơn chè đen
truyền thống, hương thoáng hăng.
Tùy theo chất lượng chè đen mà người ta phân chia sản phẩm chè đen
thành các cấp loại khác nhau như: BOP, BP, OF, PF, D.
48&8&.C&_J- N0N&  .C&)g;h #
Với sự phát triển của khoa học công nghệ càng ngày càng cao, người ta
đã tìm ra nhiều tác dụng kì diệu của các thành phần có trong chè đối với sức
khỏe con người. Với những tính năng tốt đó của chè làm cho xu hướng sử dụng
các sản phẩm từ chè ngày càng phổ biến, đó là xu hướng chung của người tiêu
dùng trong nước cũng như trên thế giới. Đến nay, các sản phẩm được chế biến
từ chè rất đa dạng và phong phú, bao gồm các loại chè rời truyền thống, chè
uống liền, thực phẩm chức năng từ chè,… với chất lượng mẫu mã ngày càng
được cải tiến. Phổ biến hiện nay có các dạng sản phẩm như sau:
4cC&_J #f22&
Chè hòa tan được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như
chè xanh, chè đen Dịch chiết từ các nguyên liệu này sau khi cô đặc, sấy
thành bột, được bổ sung một số phụ liệu khác (như đường, acid, chất bảo

quản, hương liệu, ) để tạo mùi, tạo vị cho sản phẩm chè hòa tan.
Sản phẩm chè hòa tan ở dạng bột và khi hòa tan trong nước (nước nóng
hoặc nước nguội) sẽ tạo ra dung dịch nước chè. Mỗi gói trà có khối lượng từ
10 – 20g. Khi thêm vào 100 – 200 ml nước sôi là có một ly trà: trà chanh, trà
gừng, trà xanh, trà chanh dây v.v…[30]
Đây là một dạng sản phẩm có tính ưu việt, dễ sử dụng, tiết kiệm thời
gian. Nó được nhiều người lựa chọn, đặc biệt là giới trẻ ngày nay, khi mà
công việc bận rộn không đủ thời gian để pha chế chè theo phương pháp
truyền thống.
47cC&_J&@I $CRh #
Nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên là xu hướng tiêu dùng hiện nay ở
trên thế giới cũng như trong nước [25], [26, [27].
Dịch chiết từ chè nguyên liệu được dùng để pha chế nước giải khát rất
tốt. Phương pháp này có thể tạo ra các sản phẩm nước giải khát đa dạng và
phong phú về chủng loại và chất lượng. Người ta đã phát hiện ra trong chè
15
tiềm ẩn những thành phần có tác dụng rất tốt cho con người. Đặc biệt nước
chè có khả năng chống phóng xạ, do vậy có thể coi là nước uống của thời đại
nguyên tử khi trên trái đất sự nhiễm xạ ngày càng tăng [30].
Vì vậy mà các sản phẩm nước giải khát chế biến từ dịch chiết chè được
chú ý phát triển, các sản phẩm ngày càng đa dạng, chất lượng được nâng cao
và phù hợp với thị hiếu tiêu dùng. Chúng vừa có tác dụng giải khát vừa có tác
dụng tốt với sức khỏe. Đây là sản phẩm nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên,
đang thay thế dần nước giải khát pha chế hiện nay [26].
Nhìn chung trên thị trường chúng ta thấy rằng các sản phẩm nước giải khát
được chế biến từ nguyên liệu chè ở Việt Nam rất đa dạng, nhưng hầu hết các sản
phẩm nước giải khát được chế biến từ dịch chiết chè xanh (trà xanh O
0
, trà xanh
C

2
, Queen Tea, trà xanh J-Cha, trà xanh không đường, trà xanh vị chanh, trà xanh
Active …), các sản phẩm sản xuất từ chè đen còn rất mới trên thị trường.
44cC&_J/ )g; ] &i&$
Việc sử dụng thực phẩm để bảo vệ sức khoẻ, phòng bệnh và trị bệnh đã
được khám phá từ hàng ngàn năm trước công nguyên ở Trung Quốc, Ấn Độ
và Việt Nam [24].
Ở Phương Tây, Hypocrates đã tuyên bố từ 2500 năm trước đây: “Hãy
để thực phẩm là thuốc của bạn, thuốc là thực phẩm của bạn”.
Do khoa học công nghệ chế biến thực phẩm ngày càng phát triển,
người ta càng có khả năng nghiên cứu và sản xuất nhiều loại thực phẩm chức
năng phục vụ cho công việc cải thiện sức khoẻ, nâng cao tuổi thọ, phòng ngừa
các bệnh mãn tính, tăng cường chức năng sinh lý của các cơ quan cơ thể khi
đã suy yếu… Bằng cách bổ sung thêm “các thành phần có lợi” hoặc lấy ra bớt
“các thành phần bất lợi”, người ta đã tạo ra nhiều loại thực phẩm chức năng
theo những công thức nhất định phục vụ cho mục đích của con người. Nhờ có
khoa học công nghệ, con người ta đã khoa học hoá các lý luận và công nghệ
chế biến thực phẩm chức năng.
Nhờ phát hiện ra những thành phần quý giá trong chè với sức khoẻ con
người đã thúc đẩy việc chế biến các sản phẩm thực phẩm chức năng rất tốt.
Trên thế giới, đặc biệt ở Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Singapo, người ta
đang phát triển các loại thức ăn bổ sung chế phẩm chè dùng cho mọi lứa tuổi
16
để tăng khả năng chống oxy hóa trong cơ thể. Chế phẩm chè có thể bổ sung
vào bánh kẹo, thậm chí cho vào cả bánh mỳ ăn hằng ngày. Đây là một loại thực
phẩm chức năng có tính chống oxy hóa cao, rẻ tiền và rất có lợi cho sức khỏe.
Mỳ ăn liền trà xanh Bánh mì trà xanh
Bánh mì trà xanh Kem trà xanh
8&4 jk.'.C&)g;/ )g; ] &i&$
Q9T&$&$:L? *"[2], [14]

QBC& J 12L8&L? *"
Trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một
chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có
nồng độ khác nhau.
Quá trình hòa tan một hoặc một số cấu tử của chất rắn bằng một chất
lỏng gọi là quá trình trích ly rắn-lỏng.
Quá trình trích ly dựa vào tính chất của các chất có nồng độ khác nhau,
khi chúng tiếp xúc thì khuếch tán lẫn nhau nghĩa là thâm nhập từ pha này
sang pha khác. Quá trình khuếch tán tuân theo định luật Fick I và II. Theo
17
định luật Fick I thì khuếch tán là một quá trình chuyển chất trong không gian
dẫn đến san bằng nồng độ trong toàn hệ. Khuếch tán xảy ra một cách tự diễn
biến khi có sự chênh lệch nồng độ. Dòng chất sẽ đi từ miền có nồng độ cao
đến miền có nồng độ thấp. Động lực của khuếch tán là gradien nồng độ. Định
luật Fick II cho biết mối quan hệ giữa nồng độ, thời gian và khoảng cách
khuếch tán bằng cách xét sự khuếch tán qua tiết diện S
1
= S
2
= 1cm
2
theo trục
x, S
1
cách S
2
một khoảng dx.
Q79 "M < A0C& 12P&$;T
Chất lượng và hiệu quả của một quá trình trích ly phụ thuộc chủ yếu
vào dung môi, nên yêu cầu chung của dung môi là:

- Có tính hòa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan cấu tử cần tách, không
hoặc hòa tan rất ít các cấu tử khác. Không có tác dụng hóa học với các cấu tử
trong dung dịch.
- Có hệ số khuếch tán lớn nhằm đảm bảo tốc độ chuyển khối lớn.
- Không phá hủy thiết bị, không bị biến đổi thành phần khi bảo quản.
- Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó
cháy.
- Rẻ tiền, rễ kiếm.
Trong công nghệ thực phẩm, dung môi trích ly thường sử dụng như nước,
dung dịch đường, các dung môi hữu cơ (etanol, metanol, aceton, chlorofooc,
diclometan, etyl axetat…). Tuy nhiên đối với quá trình chiết chè trong công nghệ
sản xuất các sản phẩm từ chè thường dùng nước làm dung môi trích ly có ưu
điểm là thông dụng, rẻ tiền, không độc có hiệu quả trích ly tương đối cao, dễ
thực hiện và phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật ở Việt Nam.
Q4@A&$))/ :&L8&L? *"
Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích ly là cho hỗn hợp cần trích
ly tiếp xúc với dung môi, sau đó tách pha và cuối cùng tách dung môi ra khỏi
chất tan.
- Cho dung môi tiếp xúc với vật liệu có thể dùng các cách sau: ngâm
vật liệu vào dung môi, tưới dung môi lên vật liệu, cho dung môi đi vào vật
liệu dưới dạng hơi (xông).
18
- Tách pha: sau khi trích ly cần tách bã vật liệu ra khỏi dịch trích ly,
hỗn hợp có hai pha rắn và lỏng nên quá trình tách pha có thể dùng các phương
pháp lắng gạn, lọc ép hoặc ly tâm.
- Tách dung môi ra khỏi chất khô hòa tan thông thường người ta dùng
phương pháp bốc hơi triệt để dung môi (sấy), hoặc dùng các quá trình như: cô
đặc – kết tinh – ly tâm – sấy khô.
QQ9 "N'C&@l&$UN&L8&L? *"
- Kích thước vật liệu: Quá trình trích ly chủ yếu xảy ra do thẩm thấu và

khuếch tán nên kích thước vật liệu càng nhỏ, diện tích tiếp xúc càng lớn và
hiệu quả trích ly càng cao.
- Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu: Thực chất của quá trình trích ly là quá
trình khuếch tán. Vì vậy, sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha là động lực của
quá trình. Khi sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha lớn thì quá trình trích ly
diễn ra nhanh và dừng lại khi nồng độ chất hòa tan giữa hai pha cân bằng.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao làm tăng vận tốc và hiệu quả quá trình. Tuy
nhiên cần lưu ý lựa chọn nhiệt độ phù hợp tránh làm oxy hóa tanin trong chè.
- Thời gian trích ly: Khi thời gian trích ly tăng lên thì lượng chất
khuếch tán tăng nhưng có giới hạn, khi đã đạt được mức độ trích ly cao nhất
nếu kéo dài thời gian sẽ có bất lợi về mặt năng lượng.
- Sử dụng chất kháng oxy hóa hỗ trợ: Việc sử dụng các chất kháng oxy
hóa bổ sung như axit arcosbic, axit citric… được cho rằng làm tăng hiệu quả
trích ly cũng như làm giảm sự oxy hóa của catechin. Nhưng cơ chế quá trình
chưa rõ ràng và điều này chưa đạt được sự thống nhất, có ý kiến cho rằng, các
polyphenol từ chè sẽ bị oxy hóa trước các chất kháng oxy hóa cho vào.
Ngoài ra, còn có các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình trích ly như:
khuấy trộn, dung môi, thiết bị và số bậc trích ly.
V"+, / &$:;-'@=2  ;TC'&$RM
V"+, / &$:;345
Nhiều công trình nghiên cứu khoa học thường đưa đến giải bài toán cực
trị, tìm điều kiện tối ưu để tiến hành các quá trình, hoặc lựa chọn thành phần tối
ưu của hệ nhiều phần tử. Đã có một thời gian dài khi các phương pháp thí
nghiệm tìm điều kiện tối ưu của các quá trình chưa được hình thức hóa. Nhà
thực nghiệm chỉ dựa vào kinh nghiệm và trực giác để lựa chọn hướng nghiên
cứu. Các thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp cổ điển: lần lượt thay
đổi từng thông số, trong khi giữ nguyên các yếu tố còn lại. Và theo như phương
19
pháp này, số thí nghiệm cần thực hiện sẽ rất lớn khi các yếu tố ảnh hưởng tăng
lên và chỉ cho phép tìm kiếm các mối phụ thuộc giữa chỉ tiêu đánh giá và các

yếu tố ảnh hưởng một cách riêng biệt khi làm thực nghiệm riêng rẽ theo từng
yếu tố. Sự xuất hiện của quy hoạch thực nghiệm đã làm thay đổi khoa học
thống kê với những ưu điểm nổi trội so với các thực nghiệm cổ điển:
- Giảm đáng kể số lượng thí nghiệm cần thiết. Giảm thời gian tiến hành
thí nghiệm và chi phí phương tiện vật chất.
- Hàm lượng thông tin nhiều hơn rõ rệt nhờ đánh giá được vai trò của
tác động qua lại giữa các yếu tố và ảnh hưởng của chúng đến hàm mục tiêu.
Nhận được mô hình toán học thống kê thực nghiệm, đánh giá được sai số bức
tranh thí nghiệm theo các tiêu chuẩn thống kê cho phép xét ảnh hưởng của các
yếu tố với độ tin cậy cần thiết.
- Cho phép xác định được điều kiện tối ưu đa yếu tố của đối tượng
nghiên cứu một cách khá chính xác bằng các công cụ toán học, thay cho cách
giải gần đúng, tìm tối ưu cục bộ như ở các thực nghiệm thụ động.
Vm&&$n2"+, / &$:;
Quy hoạch thực nghiệm: là tập hợp các tác động nhằm đưa ra chiến
thuật làm thực nghiệm từ giai đoạn đầu đến giai đoạn kết thúc của quá trình
nghiên cứu đối tượng (từ nhận thông tin mô phỏng đến việc tạo ra mô hình
toán, xác định các điều kiện tối ưu), trong điều kiện đã hoặc chưa hiểu biết
đầy đủ về cơ chế của đối tượng.
Đối tượng nghiên cứu: là một quá trình hay hiện tượng nào đó có
những tính chất, đặc điểm chưa biết cần nghiên cứu. Do đối tượng nghiên cứu
thường là những hệ phức tạp, với những cơ chế chưa được biết đầy đủ nhờ
các mô hình lý thuyết, nên có thể hình dung chúng như một “hộp đen” trong
hệ thống điều khiển gồm các tín hiệu đầu vào và đầu ra (hình 1.4).
20
8&QcAU%U'@E&$&$M& ]
“HỘP ĐEN”
(QUÁ TRÌNH
LÀM VIỆC CỦA
HỆ THỐNG

E
Y
T
Z
21
Người ta chia tín hiệu đầu vào thành các nhóm:
- Các biến kiểm tra được và điều khiển được, biểu diễn bằng vectơ Z.
- Các biến kiểm tra được nhưng không điều khiển được, biểu diễn bằng
vectơ T.
- Các biến không kiểm tra và không điều khiển được, biểu diễn bằng
vectơ E.
Các chỉ tiêu đầu ra dùng để đánh giá đối tượng là vectơ Y. Chúng
thường được gọi là các hàm mục tiêu. Biểu diễn hình học của hàm mục tiêu
gọi là mặt đáp trị (bề mặt đáp ứng).
V7 9 0@I  12"+, / &$:;
o9>&T&$.'&$M& ]
Cần phân loại các yếu tố ảnh hưởng đến đối tượng thành các nhóm Z, T
và E. Người nghiên cứu đưa ra những biện pháp tích cực để hạn chế tác động
của các nhóm yếu tố T, E và chọn từ Z những yếu tố ảnh hưởng chính, loại
bớt những yếu tố không cần thiết. Bên cạnh đó, cần lựa chọn chỉ tiêu đánh giá
đối tượng.
Việc lựa chọn các yếu tố đầu vào dựa trên:
- Thông tin tiên nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu lý thuyết.
- Ý kiến chuyên gia.
- Các thực nghiệm thăm dò, thực nghiệm sàng lọc.
op)RN+, / &$:;
Yêu cầu cơ bản của giai đoạn này là chọn được dạng kế hoạch phù hợp
với điều kiện tiến hành thí nghiệm và với đặc điểm các yếu tố của đối tượng.
oN&-&?&$:;&p&T&$&

Sau khi đã chọn được các thông số nghiên cứu và kế hoạch thực
nghiệm, cần phải tiến hành các thí nghiệm theo mô hình thu được kết quả đầu
ra (các hàm mục tiêu).
od!"P/&$-Rq;L2;T8&/ &$:;
Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất và các nội suy phân tích
hồi quy, phân tích phương sai để xác định các hệ số trong mô hình hồi quy đa
thức, kiểm tra mô hình theo độ tương thích và khả năng làm việc.
22
Mô hình thống kê thực nghiệm chỉ có thể sử dụng sau khi thỏa mãn các tiêu
chuẩn thống kê (Student và Fisher).
o'@=2-;;r M
Căn cứ vào hàm toán đã lập được, ta có thể dùng các phương pháp tối
ưu (giải tích, quy hoạch…) tác động lên nó để tìm ra các chế độ tối ưu.
V4 9 )@A&$))RN+, =2/ &$:; / Lm 1"N
oN+, 0p ;k2;] '@
Để xác định các tham số của mô hình tuyến tính ta dùng kế hoạch bậc
một hai mức tối ưu của Box – Wilson còn được gọi là kế hoạch 2
k
(toàn
phần), hoặc nếu tiết kiệm thời gian dùng kế hoạch bán phần 2
k-1
.
oN+, 0p 2
Để xác định các thông số của mô hình phi tuyến ta phải sử dụng các kế
hoạch phi tuyến:
- Kế hoạch bậc hai trực giao của Box – Wilson.
- Kế hoạch bậc hai tâm xoay của Box – Wilson.
- Kế hoạch bậc hai tối ưu D của Kiefer.
Loại kế hoạch này chỉ có một trong 3 ưu điểm: hoặc trực giao, hoặc
tâm xoay, hoặc tối ưu.

Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm là phương pháp thực nghiệm
rất khoa học để tổ chức, xử lý các thực nghiệm và các số liệu thực nghiệm.
Nó cho phép chúng ta làm một số lượng thí nghiệm ít nhưng lại đạt được độ
tin cậy cao và đưa ra được các kết quả tối ưu nhất.
V7'@=2  ;TC'&$RM345
V7 &:;'@=2
Tối ưu hóa quá trình bất kì là để tìm điểm thích hợp nhất -điểm tối ưu-
của hàm số được nghiên cứu hoặc để tìm các điều kiện tối ưu tương ứng để
tiến hành quá trình đã cho. Để đánh giá điểm tối ưu, trước hết cần phải chọn
các tiêu chuẩn tối ưu hóa. Tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể mà tiêu chuẩn
tối ưu hóa có thể là tiêu chuẩn công nghệ. Ví dụ: năng suất lớn nhất tính trên
một đơn vị thể tích.
Bài toán tối ưu hóa đặt ra khi cần tìm một giải pháp ưu việt nhất để
dung hòa ảnh hưởng của tất cả các yếu tố, có thể lấy ví dụ như năng suất và
hiệu suất, số lượng và chất lượng.
23
V77 9 )@A&$))'@=2
Tùy theo đặc trưng của mô hình toán được nghiên cứu mà người ta
dùng các phương pháp toán học tối ưu khác nhau. Đa số các phương pháp đó
dẫn đến tìm cực trị của hàm mục tiêu.
Các phương pháp tối ưu đã được sử dụng trong các bài toán công nghệ
được tóm tắt như sau:
* Phương pháp giải tích
- Tìm cực trị bằng giải tích cổ điển: Các quy trình xác định được mô tả
bởi các hàm số khả vi.
- Phương pháp thừa số Lagrange: Các quá trình xác định được mô tả
bằng các hàm số vi phân với các điều kiện ở dạng đẳng thức.
- Phương pháp biến phân: Tiêu chuẩn tối ưu ở dạng những phiếm hàm,
nghiệm phương trình Euler, các thiết bị phản ứng đoạn nhiệt nhiều lớp.
- Nguyên lý cực đại của Pontryagin: Sử dụng cho bài toán lớp mở rộng,

đặc biệt là bài toán điều khiển tối ưu.
* Quy hoạch toán học
- Quy hoạch hình học: Tối ưu hóa các hàm số đại số.
- Quy hoạch tuyến tính: Các bài toán đặc trưng bài toán chế tạo sản
phẩm khác nhau có lợi nhuận cực đại đối với dạng nguyên liệu khác nhau.
- Quy hoạch động: Sử dụng tối ưu hóa quá trình nhiều bước như quá
trình tuyến tính, trích ly, hấp thụ.
* Phương pháp Gradient
Các phương pháp chung nhất tối ưu hóa các hàm số tuyến tính và phi
tuyến và không có giới hạn và có các giới hạn. Đa số các quá trình phức tạp
của công nghệ hóa học.
* Các phương pháp tự động hóa với các mô hình tự thích nghi
Các đối tượng phức tạp của công nghệ hóa học.
* Các phương pháp thống kê
- Phân tích hồi quy: Tối ưu hóa các đối tượng mô tả khó xác định.
- Phương pháp phân tích tương quan, phương pháp Bradon, Box-
Wilson: Sử dụng tối ưu hóa và kế hoạch hóa thực nghiệm.
24
V74 '@=2&a-;;+&$UE345
Đầu tiên Harington (1965) đã đưa ra phương thức tối ưu hóa đa mục
tiêu bằng việc xây dựng hàm mong đợi D, sau đó Gatza – Millan (1972), cuối
cùng là Derringer và Suich (1980) đã cải tiến việc tính toán hàm mong đợi và
được sử dụng trong phần mềm NEMRODW 2000.
Để xây dựng hàm nguyện vọng chung D trước tiên người ta cần cải
biến các giá trị của bề mặt biểu diễn thành thang nguyện vọng vô thứ nguyên
d. Xây dựng thang nguyện vọng đó tức có nghĩa là xây dựng quan hệ giữa giá
trị của hàm mục tiêu y (mô tả bề mặt biểu diễn) và giá trị của hàm nguyện
vọng riêng d tương ứng với nó là một việc mang tính chất chủ quan phản ánh
đòi hỏi của người nghiên cứu với từng mục tiêu.
Để xây dựng thang nguyện vọng người ta dùng phương pháp lượng hóa

với khoảng giá trị nguyện vọng từ 0 tới 1. Khi lượng d = 0 (hoặc D = 0) ứng
với giá trị không thể chấp nhận được của hàm mục tiêu (tức của bề mặt biểu
diễn), còn d = 1 (D = 1) ứng với giá trị tốt nhất của hàm mục tiêu mà giá trị
này không thể hoặc không cần thiết cải tiến hơn nữa. Các giá trị số của hàm
nguyện vọng ứng với những nguyện vọng tương ứng cho ở bảng sau:
Lm 122&$&$":&
>&$
$":&>&$U'I-;;r M
0,80 – 1,00 Rất tốt
0,63 – 0,80 Tốt
0,37 – 0,63 Thỏa mãn
0,20 – 0,37 Tồi
0,00 – 0,20 Rất tồi
Đây là phương pháp đơn giản cho phép phối hợp nhiều mục tiêu trong
một phép đo định lượng. Phương pháp này gồm 3 bước tiến hành:
- Thiết lập các hàm mục tiêu
Y
i
= f
i
(x
1
, x
2
, …, x
k
)
25